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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号(上海市800-211信箱)

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点,报道高新技术前沿,追踪科技研发动态,介绍科学探索历程;展示最新科技产品,汇萃时尚科技讯息。
正式出版
收录年代

    基于DMD调制的结构光照明超分辨和光切片显微技术研究进展(特邀)

    马旺千佳王思颖马睿...
    1-24页
    查看更多>>摘要:将普通光学显微镜的均匀照明替换为光场具有空间结构分布的照明,可为显微镜增添超分辨和光切片的新功能.结构光照明显微(SIM)技术与传统宽场光学显微镜具有良好的结构兼容性,继承了传统光学显微镜非侵入、低光毒性、低荧光漂白、快速成像的优点.其高时空分辨率和三维光切片能力非常适合活体细胞或组织的观测,受到生物医学和光学界的持续关注.快速产生高对比度、高频率的结构光场并进行快速相移和旋转调控是SIM的核心技术.近年来基于数字微镜器件(DMD)调制的SIM(DMD-SIM)发展迅速,它利用DMD高刷新率、高光通量、偏振不敏感的优势,克服了传统器件如物理光栅和液晶空间光调制器在调控速度上的缺点.本综述首先介绍了 SIM超分辨和光切片的基本原理,然后着重阐述了 DMD-SIM通过光投影和光干涉产生结构光照明及调控光场的方法,对当前的DMD-SIM研究进展进行了归纳评述,总结了 DMD-SIM的优缺点,最后对DMD-SIM面临的挑战和发展趋势进行了展望.

    光学显微结构光照明显微超分辨光切片数字微镜器件

    基于相干光调控的无透镜光纤成像及其应用(特邀)

    程圣福仲天庭胡子敏李浩然...
    25-53页
    查看更多>>摘要:基于多模光纤或多芯光纤的无透镜超细光纤内窥成像技术近些年获得了快速发展,有望成为下一代的极微创、高分辨率内窥显微镜.通过对相干入射光场的时空调控,该技术可克服多模光纤中模式色散或多芯光纤中相位畸变的影响,在无需光纤末端透镜或扫描器件的情况下实现高分辨率的聚焦、成像及相关应用.此外,在无透镜光纤内窥成像或图像传输等场景下,通过构建物理或深度学习模型,从光纤输出测量中也能实现物体信息重建.对相干光纤无透镜成像技术的发展进行综述,首先说明无透镜光纤成像的基础原理,并从主动波前调控和被动目标重建这两类角度阐述无透镜光纤成像方法,接着介绍一些先进光纤成像模态和技术,列举光纤成像相关应用,最后分析该领域所面临的挑战,总结并展望其进一步发展方向和应用前景.

    多模光纤多芯光纤波前整形内窥成像光学显微成像深度学习

    无透镜编码叠层显微成像原理及研究进展(特邀)

    郭成飞李婧妍江劭玮邵晓鹏...
    54-71页
    查看更多>>摘要:叠层成像技术是近年来发展快速的相干衍射成像方法,目前已经成为世界上大多数X射线同步加速器和国家实验室不可或缺的成像工具.光学叠层成像是叠层成像技术在可见光波段的应用,分为基于透镜的傅里叶叠层成像与基于无透镜的编码叠层成像.编码叠层成像作为一种新型无透镜片上显微成像技术,具有大视场、高分辨率、无像差、无标记、便携式,以及缓变相位成像等诸多技术优点.本文介绍无透镜编码叠层显微成像的基本原理及最新研究进展,分析了其成像性能,重点介绍了其在生物医学方面的相关应用,并讨论了编码叠层成像技术未来的发展方向.

    叠层成像编码叠层无透镜成像计算成像显微成像

    高通量单分子定位显微成像技术进展(特邀)

    林昭珺常桓梽李依明
    72-86页
    查看更多>>摘要:由于衍射极限的存在,传统的光学成像手段无法观测细胞器结构及细胞器之间的相互作用.单分子定位显微成像技术作为三种超分辨技术中分辨率最高的成像技术,为生命科学领域的研究提供了重要手段.大视场高通量单分子成像技术具有分辨率高、成像范围大和成像时间短等特点,在生物医学领域广泛用于观察和分析复杂的生物结构和功能.从基于硬件扫描的拼接成像技术、基于大面阵sCMOS的大视场高通量成像技术、大景深单分子定位成像技术、高通量数据分析技术4个方面回顾近年来大视场高通量单分子定位技术的研究进展.最后,对大视场高通量单分子定位成像技术的发展方向进行展望.

    高通量大视场单分子定位显微镜超分辨成像

    快速荧光寿命显微成像技术及其在活体应用的研究进展(特邀)

    林方睿王义强易敏张晨爽...
    87-104页
    查看更多>>摘要:荧光寿命显微成像(FLIM)已经广泛应用于生命科学研究领域,具有高灵敏和高特异性的特点,在对组织微环境进行定量表征方面具有独特优势,但由于成像速度相对较慢,限制了 FLIM的活体应用.近年来,随着光电子器件和人工智能等技术的发展,开启了 FLIM活体成像新篇章.介绍通过优化硬件和算法两方面提升时域和频域FLIM技术的成像速度,以及其在生物医学基础研究和临床疾病诊断中的应用研究进展.最后,对活体FLIM成像的未来发展进行展望.

    荧光寿命显微成像人工智能活体成像癌症诊断

    面向先进生物医学应用的光声显微成像术(特邀)

    马海钢吴家辉朱亚辉魏翔...
    105-134页
    查看更多>>摘要:光声显微成像(PAM)是一种具有无损、多功能、高分辨率等特点的生物医学成像技术,通过检测光声信号进行图像重建可实现高分辨率和高深度的结构和功能成像,在生命科学、基础医学和医疗诊断中发挥着越来越重要的作用.首先概述光声显微技术的发展背景和原理特点,然后对利用光学增强、声学增强、人工智能增强及光学与声学互补的光声显微成像术促进成像性能提升的方法进行论述,最后讨论当前光声显微技术在生物医学研究中的广泛应用,并对未来技术的发展趋势进行展望.

    生物医学影像光声显微成像高分辨多功能无损

    时域相干拉曼散射技术浅析(特邀)

    余乔智祁亚峰熊汗青
    135-144页
    查看更多>>摘要:相干拉曼散射(CRS)技术作为一种重要的无标记化学成像技术,通过相干激发分子协同振动对拉曼散射信号进行增益,显著地提高了成像速度,广泛应用于材料学、生物化学、肿瘤诊断、药代动力学等领域.超快脉冲激光器的出现实现了亚皮秒持续时间的脉冲输出,使得通过脉冲激发实现大量振动模式的同步相干激发成为新的CRS实现途径.从相干拉曼散射基本原理出发,介绍时域相干拉曼散射的主要实现途径,着重讨论时域受激拉曼散射(SRS)和时域相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)的最新进展与应用.

    拉曼光谱技术相干拉曼散射受激拉曼散射相干反斯托克斯拉曼散射时域频域

    二抗物种特异性对双色STORM成像的影响(特邀)

    邓师禹胡芬侯梦迪杨建宇...
    145-152页
    查看更多>>摘要:随机光学重建显微术(STORM)基于免疫荧光标记技术,具有原理易懂、光路简单、分辨率极高等特点,一直受到科研工作者的青睐,但分辨率的提升对抗体的特异性提出了更高的要求.相较一抗直接标记,"一抗+二抗"的间接标记法在实际应用中普适性更强.二抗相对一抗存在物种特异性的问题,生产时需要对其进行预吸附来提升物种特异性.为了探究二抗物种特异性对双色STORM成像的影响,基于经典的红细胞骨架模型中血影蛋白N端和C端的互斥位置关系,对二者使用高、低吸附二抗标记后分别进行双色STORM成像,对照模拟中有无信号串扰条件下的互相关分析结果,结果表明低吸附二抗会造成二者共定位的假象.进一步,分别通过高、低吸附二抗对MDA-MB-231乳腺癌细胞CD47和PD-L1两种膜蛋白进行双色STORM成像,结果揭示两种蛋白无共定位关系.本研究为二抗物种特异性的评估提供了一种基于红细胞骨架结构模型的超分辨成像新策略,助力双色STORM成像精准阐明蛋白分子互作关系.

    超分辨成像随机光学重建显微术免疫荧光红细胞膜骨架互相关分析

    非相干拉曼显微技术及其生物医学应用(特邀)

    黎钰怡干越牛犇黄静...
    153-174页
    查看更多>>摘要:拉曼技术具有非侵入、分子指纹、不受水干扰、制样简单、光谱分辨率高等优点,在很多领域都是一种广受欢迎的研究工具.尤其在生物医学领域,拉曼技术不仅可以本征地捕捉正常生理或病理所携带的不同化学信息,而且该技术适用于检测各种常见的生物和临床样品(包括细胞、组织、体液和微生物等),目前很多课题组的研究结果都表明拉曼技术在生物医学领域具有巨大的应用前景.本文首先介绍自发拉曼散射和表面增强拉曼散射的基本工作机理,接着介绍分析处理拉曼数据(光谱和图像)的步骤和算法,然后简单总结了近年来非相干拉曼显微技术在生物医学上的研究成果,最后指出拉曼技术目前面临的挑战并展望了其未来可能的发展方向.

    自发拉曼表面增强拉曼数据分析生物医学应用

    三维拉曼显微成像技术研究进展(特邀)

    冯巩行霆燕王楠曾琦...
    175-187页
    查看更多>>摘要:拉曼显微成像技术无需样本制备,具有无损、无创、对水溶液不敏感的优点,可在微米或纳米尺度下表征样本的生化组分及分布,成为生命科学领域重要的研究工具.随着对复杂生物样本研究的不断深入,拉曼显微成像也被期待能够实现对生物样本中的分子组成与分布的动态立体观测.首先,系统性地梳理近年来三维拉曼显微成像技术的研究进展,包括基于自发拉曼散射、相干拉曼散射、表面增强拉曼散射以及拉曼标签的不同三维成像方法的技术手段、改进策略与实验结果.然后,总结了不同成像技术在细胞生物学、发育生物学等方面的应用进展.最后展望了不同三维拉曼显微成像技术在生物医学光学显微成像技术应用中所面临的挑战和发展前景.

    三维显微成像拉曼显微成像自发拉曼散射相干拉曼散射表面增强拉曼散射拉曼标签