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相似文献
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1.
用于人眼视网膜成像照明的激光消散斑技术研究   总被引:6,自引:2,他引:4  
李抄  姜宝光  夏明亮  程少园  宣丽 《光学学报》2008,28(12):2245-2249
以近红外激光(808 nm)作为人眼波前像差探测的信号光和视网膜成像的照明光,液晶空间光调制器(LCOS)作为波前校正器,用哈特曼波前探测器探测人眼像差,构建了人眼像差自适应校正的视网膜成像系统.利用模拟眼分析了激光散斑对相机成像的影响和对哈特曼波前探测器进行像差探测的影响,同时验证了利用旋转散射体的方法消除激光散斑的可行性和有效性;用活体人眼进行了激光消散斑前后照明视网膜进行成像的对比实验,并进一步利用自适应光学技术实现了对人眼像差的动态校正和视网膜细胞的连续成像.校正后,系统波前像差的均方根值小于0.1λ.实验表明激光消散斑后可以同时作为人眼像差探测的信号光和视网膜成像的照明光,从而可以进行连续自适应校正和成像.  相似文献   

2.
高斯光束共焦扫描激光显微镜的光学传递函数   总被引:6,自引:1,他引:5       下载免费PDF全文
考虑光源和探测器有一定大小,并引入光源的高斯分布函数,求出此接近实际的共焦扫描成像系统的光学传递函数(OTF);运用计算机进行数值模拟并讨论光源针孔和探测针孔的大小对横向、纵向分辨率的影响.所得结果在不影响共焦扫描成像系统三维(3D)成像能力的基础上,可以有效地提高系统的信噪比. 关键词:  相似文献   

3.
基于自适应光学(AO)像差校正技术的激光共聚焦扫描检眼镜是当前研究的热点,为眼底疾病早期诊断提供有力的支持。利用可连续变形镜和夏克-哈特曼探测器为核心器件搭建了一套高帧频紧凑型自适应光学扫描激光检眼镜(AOSLO)系统,系统物理尺寸为350 mm×400 mm,图像采集帧频为40 fps,分别进行了系统分辨率测试与人眼视网膜成像初步实验。结果表明,系统人眼视网膜面上的分辨率可达到2.50μm,达到极限分辨率(2.32μm),可实现细胞量级高分辨率成像,自适应光学系统能够校正人眼像差,校正前后图像质量有明显的提高,能清楚地观察到人眼视网膜视盘附近的血管以及黄斑区细胞图像。  相似文献   

4.
为提高自适应光学人眼波像差校正和视网膜成像效果,研究了人眼动态波像差的特性。利用采样频率为300Hz、曝光时间为3ms的哈特曼传感器,搭建波像差探测系统。误差分析和模拟人眼实验表明,该系统对动态波像差的测量误差均方根(RMS)均值仅为0.01λ。人眼波像差探测结果表明,人眼存在150Hz以上的波像差,可能对自适应波像差校正造成影响。这种影响可通过延长探测和成像曝光时间的方法来抑制。为了达到衍射极限,对于稳定盯视状态下的人眼,3ms探测曝光、探测校正周期不超过45ms的自适应系统,其校正残差均方根在λ/14以下;当曝光时间增加到6ms时,该周期可放宽至62ms。研究了倾斜像差的波动对成像的影响,确定了高分辨率人眼眼底成像中,成像曝光时间最长不能超过9ms。上述结果表明,将自适应光学视网膜成像的探测曝光与成像曝光时间均定在6ms左右,可获得更好的校正和成像效果。  相似文献   

5.
人眼高阶像差校正和视觉分析系统   总被引:10,自引:0,他引:10  
人眼除具有可用眼镜或接触镜校正的低阶像差(离焦、像散)之外,还普遍存在高阶像差。高阶像差的存在影响着屈光系统的成像质量。为研究高阶像差对视觉功能的影响,利用自适应光学技术,建立了具有校正高阶像差和产生高阶像差双重功能的人眼高阶像差校正和视觉分析系统。介绍了系统实现高阶像差校正和视觉分析的工作原理;阐述了波前校正器、哈特曼波前探测系统、控制系统等关键单元技术;列出了系统对泽尼克模式像差的校正效果,绝大多数像差从0.5λ降低到0.2λ以下;阐明系统功能的实现过程,并给出仿真实验的结果。该系统为进一步研究高阶像差对视功能的影响提供了有效的手段。  相似文献   

6.
在传统共聚焦显微技术的基础上,图像扫描显微技术使用面阵探测器来代替单点探测器,结合虚拟数字针孔并利用像素重定位和解卷积图像重构算法将传统宽场显微镜的分辨率提高一倍,实现了高信噪比的超分辨共焦成像.但是,由于采用逐点扫描的方式,三维成像速度相对较慢,限制了其在活体样品成像中的应用.为了进一步提高图像扫描显微术的成像速度,本文提出了一种基于双螺旋点扩散函数工程的多焦点图像扫描显微成像方法和系统.在照明光路中,利用高速数字微镜器件产生周期分布的聚焦点阵对样品进行并行激发和快速二维扫描;在探测光路中,利用双螺旋相位片将激发点荧光信号的强度分布转换为双螺旋的形式;最终,利用后期数字重聚焦处理,从单次样品扫描数据中重构出多个样品层的超分辨宽场图像.在此基础上,利用搭建的系统分别对纤维状肌动蛋白和海拉细胞线粒体进行成像实验,证明了该方法的超分辨能力和快速三维成像能力.  相似文献   

7.
利用相位差异技术校准非共光路静态像差   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了一种用相位差异(PD)技术对自适应光学(AO)系统的非共光路静态像差进行校准的方法。相位差异技术通过采集焦面和离焦面的单帧或多帧短曝光图像来估算波前相位畸变,同时对目标图像进行恢复。在闭环工作条件下,自适应光学系统利用相位差异算法在线检测成像光路的静态像差,并将得到的像差系数转化为变形镜的初始化面形,从而补偿非共光路的静态像差。实验结果表明,校准后的成像质量显著提高,目标半峰全宽降低了约14%,系统残差降低了约72%。成像光路在线检测得到的系统残差与闭环回路实测残差的水平趋于一致,证实了相位差异技术应用于光学检测的能力。该方法具有在无需改变原有自适应光路以及高信噪比条件下便可精确解算系统像差的优点,是大口径光电成像系统较为理想的光学检测技术之一。  相似文献   

8.
通过对光与物质相互作用产生的各种效应的研究可以获得物质的组分、结构、电学、力学、相互作用等信息,因此光学激发和探测技术成为现代科学研究的重要工具。然而衍射效应将光学探测的最小空间尺度约束在波长量级,这严重限制了光学对微观结构的探测。近年来基于扫描探针显微镜发展而来的近场光学显微镜利用光学天线对光场的局域和增强作用,将光学探测的分辨率推进到10 nm的尺度。文章将介绍目前一种主流的光学超分辨技术——散射式扫描近场光学显微镜及其在材料科学和生命科学方面的前沿研究进展。  相似文献   

9.
共聚焦显微镜的分辨率受光学衍射极限限制。已经证明结构调制在共聚焦显微镜中可以实现超分辨成像,但是由于图像采集速度有限,导致该方法的实际应用具有局限性。为了提高系统的成像速度,本文介绍了一种将线扫描应用到结构调制共焦显微镜的方法。利用柱面透镜产生线照明,余弦数字掩模用于探测端的解扫描线斑图像调制,与虚拟结构探测方法不同之处在于无需后续的移频过程。为了提高各项同性分辨率,采用样本转动的方式实现0°、90°两角度扫描。仿真和实验结果表明,相干传递函数频谱宽度增大,成像分辨率达到传统共聚焦显微镜的1.4倍。与采集单点图像的结构调制共焦显微镜相比,图像采集速度提高了104倍。  相似文献   

10.
戴岑  巩岩  张昊  李佃蒙  薛金来 《中国光学》2018,11(2):255-264
多层膜极紫外光刻掩模"白板"缺陷是制约下一代光刻技术发展的瓶颈之一,为提高对掩模"白板"上的膜层微结构缺陷的分辨能力,提出了一种微分干涉差共焦显微探测系统方案。基于标量衍射理论,计算了系统横向和轴向分辨率。利用MATLAB建模仿真,在数值孔径为0.65、工作波长为405 nm时,分析比较了微分干涉差共焦显微系统、传统显微系统和共焦显微系统的分辨率。结果表明微分干涉差共焦显微系统具有230 nm的横向分辨率和25 nm轴向台阶高度差的分辨能力(对应划痕等缺陷形式)。此外,仿真和分析了实际应用中探测器尺寸、样品轴向偏移等的影响,模拟分析了膜层微结构缺陷的探测,结果表明本系统可以探测200 nm宽、10 nm高的微结构缺陷,较另外两种系统有更好的探测能力。  相似文献   

11.
Zhang Y  Poonja S  Roorda A 《Optics letters》2006,31(9):1268-1270
We have developed a compact, robust adaptive optics (AO) scanning laser ophthalmoscope using a microelectromechanical (MEMS) deformable mirror (DM). Facilitated with a Shack-Hartmann wavefront sensor, the MEMS-DM-based AO operates a closed-loop modal wave aberration correction for the human eye and reduces wave aberrations in most eyes to below 0.1 microm rms. Lateral resolution is enhanced, and images reveal a clear cone mosaic near the foveal center. The significant increase in throughput allows for a confocal pinhole whose diameter is less than the Airy disc of the collection lens, thereby fully exploiting the axial resolution capabilities of the system.  相似文献   

12.
何益  史国华  卢婧  李昊  张雨东 《光学学报》2012,32(1):117001-183
高速线扫描共焦检眼镜使用线光束照明眼底视网膜,同时利用线阵CCD对视网膜平面的单次散射线光束探测成像。系统光学放大率为7倍,横向分辨率小于10μm,对于58kHz线频的1024pixel×512pixel成像模式,成像帧频高达110frame/s。该系统实现了高分辨率、高帧频模拟人眼实验图像的获取。  相似文献   

13.
We introduce a newly developed adaptive optics dioptric scanning ophthalmoscope (AO-DSO) in which all powered optical parts were refractive lenses instead of concave or convex mirrors. By designing dioptric optics, we were able to achieve a compact instrument with a 10 deg field of view (FOV10) and 1.5 deg field of view (FOV1.5) high-resolution imaging. Although the resolution of FOV10 was sacrificed because of the variation of aberrations of the eye over the 10 deg field, our system works with AO in the case of FOV1.5 and can be used as a scanning laser ophthalmoscope with good optical slicing in the case of FOV10. To test the ability of the AO-DSO, we performed imaging on a normal subject and on a patient with occult macular dystrophy.  相似文献   

14.
With the use of adaptive optics (AO), the ocular aberrations can be compensated to get high-resolution image of living human retina. However, the wavefront correction is not perfect due to the wavefront measure error and hardware restrictions. Thus, it is necessary to use a deconvolution algorithm to recover the retinal images. In this paper, a blind deconvolution technique called Incremental Wiener filter is used to restore the adaptive optics confocal scanning laser ophthalmoscope (AOSLO) images. The point-spread function (PSF) measured by wavefront sensor is only used as an initial value of our algorithm. We also realize the Incremental Wiener filter on graphics processing unit (GPU) in real-time. When the image size is 512 × 480 pixels, six iterations of our algorithm only spend about 10 ms. Retinal blood vessels as well as cells in retinal images are restored by our algorithm, and the PSFs are also revised. Retinal images with and without adaptive optics are both restored. The results show that Incremental Wiener filter reduces the noises and improve the image quality.  相似文献   

15.
用SVGA1薄膜晶体管液晶显示器矫正人眼波像差   总被引:9,自引:9,他引:0  
全薇  王肇圻  宋贵才  凌宁  傅汝廉 《光子学报》2004,33(12):1445-1448
在研究了SVGA1薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的位相调制特性的基础上,用它作为眼波像差的矫正器件,在用哈特曼-夏克波前传感器的眼像差测量系统中对眼波像差进行了成功的矫正.对于5.2 mm的瞳孔,矫正后人眼波像差的PV值降低了3倍多,并接近瑞利判据的像差容限.对系统的光学传递函数(MTF)的分析说明,经波像差矫正后眼的空间分辨率由17 c/deg提高到38 c/deg.  相似文献   

16.
We have developed a custom scanning laser ophthalmoscope that uses phase plates produced by photolithography to improve the contrast of human retinal images. We combined the scanning engine from a commercial real-time confocal microscope with custom optics to provide medium magnification imaging of the human retina (3 degrees field of view). Defocus and astigmatism were corrected with conventional trial lenses. Higher-order aberrations of the eye were corrected with a phase plate. A 633-nm laser was used for illuminating the retina. Inserting the phase plate into the optical system increased the contrast of a sample retinal vessel by 26%. Additionally, a number of small features of the retina, which were not visible with standard commercial imaging systems, became visible. There results illustrate that, with the rapid development of custom fabrication techniques for refractive corrections, improved diagnostic imaging with little added complexity to existing ophthalmic imaging systems may be realistic.  相似文献   

17.
微机械薄膜变形镜校正性能及控制算法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
通过对微机械薄膜变形镜影响函数矩阵的奇异值分解,构建了变形镜可以校正的像差模式空间,分析了变形镜对正交基模式的校正能力和校正范围,提出了一种变形镜闭环迭代控制算法。通过对影响函数矩阵低秩近似的方法滤除校正性能较差的基模式的影响,实现了对畸变像差的有选择校正。以人眼出射波前为对象进行实验,通过比较不同模式项数校正时的效果,确定了最优校正模式项数的范围,通过设置残差容限的方法,消除了人眼晃动和眨眼的影响。实验结果表明:控制算法能通过选择合适的校正项数,提高变形镜的校正性能,并获取到了高清晰度的人眼视网膜图像,为眼科疾病诊断和治疗提供了一种新的观察手段。  相似文献   

18.
In vivo imaging of the mouse retina using visible and near infrared wavelengths does not achieve diffraction-limited resolution due to wavefront aberrations induced by the eye. Considering the pupil size and axial dimension of the eye, it is expected that unaberrated imaging of the retina would have a transverse resolution of 2 microm. Higher-order aberrations in retinal imaging of human can be compensated for by using adaptive optics. We demonstrate an adaptive optics system for in vivo imaging of fluorescent structures in the retina of a mouse, using a microelectromechanical system membrane mirror and a Shack-Hartmann wavefront sensor that detects fluorescent wavefront.  相似文献   

19.
We improved our recently reported retinal OCT system based on transverse priority scanning to achieve high resolution in both the transverse and the axial directions. The implementation of an additional SLO channel enables precise on-line focusing. The system enables imaging of the human retinal cone mosaic off the foveal center without adaptive optics. We demonstrate, for what is believed to be the first time, cone mosaic imaging simultaneously in the scanning laser ophthalmoscope and optical coherence tomography (OCT) channels. OCT B-scan images demonstrate that the cone mosaic is observable in two adjacent layers. Furthermore, we present what are believed to be the first C-scan OCT images of the cone mosaic and show that the major part of light backscattered from below the photoreceptor layer is not guided back toward the pupil by the photoreceptors.  相似文献   

20.
激光共焦扫描显微镜的分辨率及像差补偿   总被引:1,自引:0,他引:1  
吴震  张平 《应用光学》1993,14(3):32-36
从激光共焦扫描显微镜的基本原理出发,深入讨论激光共焦扫描显微镜的深度分辨率和横向分辨率,同时研究三维成像的像差补偿问题。  相似文献   

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