内窥式共聚焦成像系统分析

基于点扩展函数和傅立叶光学理论，推导出系统的相干传递函数，并详细研究了光纤对轴向分辨率的影响.研究结果表明：该系统为相干成像系统，系统的轴向分辨率随光纤半径A的增加而降低.最后，搭建了一套内窥式共聚焦成像系统，并测得光栅样品的共聚焦图像.实验结果表明，该系统具有良好的分辨率.     

主客观相结合眼波面像差分析系统

利用Hartmann-Shack波面传感器对眼出瞳位置的波面像差进行测量,根据所测像差控制可变形镜对像差进行实时补偿.眼像差以Zernike多项式表示,通过对可变形镜的精确控制,可在光路中生成特定模式和幅值的像差.因此,被测者根据视觉的主观感觉,调节视标像差,直至获得最满意的视觉效果.该系统采用移动三棱镜和柱镜的方法对离焦和散光进行预补偿,弥补了波面传感器测量范围和可变形镜矫正范围受限制的缺点.该系统把快速、客观的测量及补偿和主观调整相结合,更加符合人眼工作的特性,可用于在人眼像差与视觉分辩的基础和临床研究.     

Edge enhancement by using two-wave mixing and its application to pattern recognition

Coupling theory is employed to analyze coupling gain and a new optical system is proposed for image edge enhancement, in which the ordinarily discarded background light is recycled as a pump source to amplify the signal light. We demonstrate the principle of optical correlation and compare the discrimination capability of two kinds of correlators by computer simulation. The results show that edge enhancement preprocessing can improve discrimination capability effectively.     

癌变组织可见光反射光谱测量

实现在体、实时、无损的早期癌变检查是人们一直努力的方向。通过对几组样本的显微切片观察得出癌症的确切诊断,然后通过癌变组织和同体正常组织的光谱比较,得到癌变组织的可见光反射光谱特性。发现癌变组织的血红蛋白和去氧血红蛋白的增加是导致反射光谱谱线改变的主要因素。组织癌变后在可见光谱范围反射较正常组织的低,在630 nm处发生了较强烈的吸收变化。光谱中吸收峰值表明了癌变组织中含有丰富的血红蛋白和去氧血红蛋白,这与癌变组织的组织特性一致,实验上表明了可见光反射光谱能区分正常组织和癌变组织。     

Studying murine hindlimb ischemia by photoacoustic microscopy

The murine model of hindlimb ischemia is extensively used in studies on the physiology and pathology of ischemia and angiogenesis. Traditional non-invasive evaluation methods, such as laser or ultrasound blood flow perfusion imaging and micro-CT angiography, are limited either by low resolution or toxic exogenous agents. Relying on intrinsic high optical absorption contrast, we conduct label-free imaging of subcutaneous blood vasculature in the hindlimb of murine models by photoacoustic microscopy (PAM). The angiogenesis induced by ischemia in the hindlimb is successfully observed at high resolution in vivo and non-invasively. PAM is a potentially powerful imaging method for studying ischemic diseases and resultant angiogenesis.     

全光纤频域光学相干层析成像系统优化研究

针对频域光学相干层析(SD-OCT)系统特有硬件(线阵CCD及分光光栅)参数对成像质量造成的影响,展开了对基于光纤的频域OCT系统中硬件参量的模拟和优化工作,分析了分光计中CCD线列阵像素数及数字化深度、CCD安装偏差等因素对OCT成像质量的影响,并对光谱像素图定位进行了修正.研究表明:纵向分辨率不受CCD线列阵像素数的影响,CCD线列阵像素数的增多将线性地增大最大测量深度;CCD数字化深度小于6 bit将直接导致系统纵向分辨率的锐减;线阵CCD偏离聚焦透镜焦面将导致点扩展函数的强度减弱、系统分辨率降低;在较小角度内转动CCD,将使纵向分辨率得到提高;采用氖灯光谱进行像素图定位校正之后,可以相应地提高系统分辨率.部分模拟结论得到实验验证.采用此模拟优化结果,可根据OCT成像的具体要求对系统硬件参量进行优化选择.     

共聚焦成像系统中探测器对分辨率的影响

基于点扩展函数，推导出共焦系统的成像公式，模拟了探测器尺寸对分辨率的影响，并提出最佳针孔半径.为验证理论分析，设计并建立了一套共焦系统，测量了不同针孔时的轴向响应，并得到了鉴别率板的共焦和离焦像.