突破光学像差难题清华大学成功研制元成像芯片
门捷列夫曾经说过：“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界，推动了科学的进步，同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制，实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像，一直是光学中最重要且悬而未决的难题之一。 记者从清华大学获悉，近日，该校成像与智能技术实验室提出了一种集成化的元成像芯片架构，为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜，研究团队另辟蹊径，研制了一种超级传感器，记录成像过程而非图像本身，通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合，即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境，依然能够实现完美的三维光学成像。 该成果近日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”为题以长文形式发表在《自然》期刊上。减小光学像差是百年光学难题 光线经光学系统各表面传输会形成多种像差，使成像产生模糊、变形等缺陷。光学系统设计的......阅读全文
突破光学像差难题－清华大学成功研制元成像芯片
门捷列夫曾经说过：“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界，推动了科学的进步，同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制，实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像，一直是光学中最重要且悬而未决的难题之一
清华大学成功研制元成像芯片
门捷列夫曾经说过：“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界，推动了科学的进步，同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制，实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像，一直是光学中最重要且悬而未决的难题
Nat－Methods－|－戴琼海团队突破荧光钙成像光子噪声极限
钙成像能够以单细胞分辨率并行记录活体动物的神经活动，为破解神经回路中信息的传播、整合和计算机制提供了可能。为了进行准确的神经功能分析，获取高信噪比的钙成像数据尤其关键。然而，由于在体钙瞬变（Calcium transient）的低峰值积累和快速动态特性【1,2】，使得探测器无法捕捉足够多的荧光光
领创北京｜“超级”显微镜
戴琼海（中）、吴嘉敏（右）和团队成员操作“超级”显微镜 当一段悦耳的音乐响起，大脑中数以亿计的神经元是怎样迅速活跃起来的？好端端的一个细胞，是如何变异，一步步变成恶性肿瘤的？当病毒侵入人体，免疫系统是如何动员起来打赢健康保卫战的？ 透过“超级”显微镜，这些有关生命活动的奥秘，徐徐揭开。 近期，
戴琼海院士团队成功研制实时超宽场高分辨率成像显微镜
7月8日，清华大学自动化系戴琼海院士领衔的国家自然基金委重大仪器研制团队在多维多尺度高分辨率计算摄像显微仪器研制和生命科学观测领域取得重要成果，以“视频帧率下厘米尺度微米分辨率的生物动态成像”（Video-rate imaging of biological dynamics at centim
“洞见”大脑－国之利器超级显微镜背后的90后、95后崭露头角
戴琼海团队成员操作超级显微镜。清华大学供图 戴琼海团队研制出的超级显微镜。清华大学供图 90后吴嘉敏攻读博士时，坐了整整5年的“冷板凳”，才在毕业时发表了第一篇重要论文。2018年，他跟随清华大学戴琼海院士团队，成功研制了国际首台亿像素介观荧光显微仪器RUSH。 这一成果被斯坦福大学教授、
超级显微镜首次全景式记录大规模细胞间交互行为
细胞是生命活动的基本单位，然而，当前研究始终难以在哺乳动物的活体环境器官尺度下同时观测大量细胞在不同生理与病理状态下的交互行为，这极大限制了脑科学、免疫学、肿瘤学、药学等学科发展。9月13日，《细胞》杂志刊发清华大学戴琼海、郭增才、吴嘉敏等人最新研究成果，宣布了新一代介观活体显微仪器RUSH3D系统
清华大学团队在计算成像方向取得新进展
17世纪初，人类开始将观测仪器指向遥远的宇宙，希望捕获穿越千年的光子，接收遥远星河传来的讯息。然而，大气湍流犹如漂浮在空中的透明幽灵，干扰着光子的前进，遮掩宇宙初期的秘密。1964年，美国物理学家理查德·费曼（RichardFeynman）指出，“湍流是经典物理学中最重要的未解决问题之一”。大气湍流
像差对电镜成像的影响与应用
我们在使用普通光学透镜时，把光作为介质进行成像，通过玻璃透镜的折射偏转把光汇聚成“一点”来聚焦成像。扫描电镜使用的介质不是光，而是电子。虽然介质不同，但是与光学玻璃透镜一样，电镜也普遍存在像差问题，而这些各种各样的像差，正在背后悄悄地影响着电镜成像。 下面我们来了解一下各种像差产生的原因，以及如何减
显微镜的像差对成像的影响？以及常见的六种像差
显微镜成象受各种象差的影响,显微镜的主要光学部件是物镜,而物镜有各种各样的型号,比如消色差物镜,平场物镜等等,这些物镜都是对应于要消除某种象差,从而提高成像质量的,例如消色差物镜是用来消除色差,平场物镜是用来消除场曲的.下面就介绍一下显微镜一般存在的象差。一 色差（Chromatic aberrat
清华交叉团队突破智能光计算训练难题
清华大学电子工程系方璐教授课题组自动化系戴琼海院士课题组另辟蹊径首创了全前向智能光计算训练架构研制了“太极-II”光训练芯片实现了光计算系统大规模神经网络的高效精准训练该研究成果以“光神经网络全前向训练”为题于北京时间8月7日晚在线发表于《自然》期刊清华大学电子系为论文第一单位，方璐教授、戴琼海教授
清华交叉团队突破智能光计算训练难题
清华大学电子工程系方璐教授课题组自动化系戴琼海院士课题组另辟蹊径首创了全前向智能光计算训练架构研制了“太极-II”光训练芯片实现了光计算系统大规模神经网络的高效精准训练该研究成果以“光神经网络全前向训练”为题于北京时间8月7日晚在线发表于《自然》期刊清华大学电子系为论文第一单位，方璐教授、戴琼海教授
自适应光学系统非共光路波像差及静态波像差校正技术
系外行星与宿主恒星的光强对比度相差悬殊，通常在10-6~10-10量级，且两者角距离多在一个角秒以内，对应仪器几个衍射限（λ/D），这需要星冕仪充分发挥作用才能够直接获取系外行星的图像，进而打开行星大气光谱的研究窗口。在地基天文观测中，超级自适应光学系统（简称ExAO）能够将波像差校正到极限，从
新方法成功将超透镜成像分辨率提高一个量级
利用极化激元材料和超构材料构筑的超透镜能够超越传统光学成像分辨率的极限，实现亚波长级别的微观结构和生物分子的更好观测，对物理芯片、化学材料和生命科学等领域产生广泛而革命性的影响。2000年，英国帝国理工学院John Pendry爵士首次提出了超透镜的概念，并预测其具有突破传统光学成像分辨率极限的能力
新方法打破理论极限，活体进行大体积实时成像
哺乳动物的长期亚细胞活体成像对研究天然生理过程中多种细胞间行为和细胞器功能至关重要。然而，光学异质性，组织不透明性和光毒性提出了巨大的挑战。2021年5月25日，清华大学戴琼海，俞立及范静涛共同通讯在Cell 在线发表题为”Iterative tomography with digital ad
活体大体积实时成像新方法
哺乳动物的长期亚细胞活体成像对研究天然生理过程中多种细胞间行为和细胞器功能至关重要。然而，光学异质性，组织不透明性和光毒性提出了巨大的挑战。 2021年5月25日，清华大学戴琼海，俞立及范静涛共同通讯在Cell 在线发表题为”Iterative tomography with digital
微芯片成像技术问世
近日，《自然》发表的一篇论文展示了一种可以生成集成电路（计算机芯片）高分辨率三维图像的技术，研究人员事先并不知道所涉集成电路的设计。 现代纳米电子学发展至此，因其构造体积小，芯片三维特征复杂，已经无法再以无损方式成像整个装置。这意味着设计和制造流程之间缺少反馈，这样会妨碍生产、出货和使用期间的
光学成像与光声成像对比
小动光学活体成像主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术。生物发光是用荧光素酶（Luciferase）基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cyt及dyes等）进行标记。利用一套非常灵敏的光学检测仪器，让研究
活体介观显微成像主题论坛在清华大学举行
4月19日，由清华大学成像与智能技术实验室主办的“新质生产力推动颠覆性研究——活体介观显微成像”主题论坛在清华大学举行。论坛重点围绕神经科学、免疫学、肿瘤科学等基础学科的活体需求与介观显微成像技术的研究进展，把脉科研与产业创新发展趋势和方向。清华大学副校长郑力、清华大学信息学院院长戴琼海院士、清华大
科学家利用合成复频波技术补偿极化激元光子器件的损耗
在纳米光子系统中，极化激元是一种由入射光与材料表界面相互作用形成的特殊电磁模式，能够实现纳米尺度上光信息的传输和处理。极化激元材料是构建光电互联芯片的重要材料基础。然而，由于光学材料本身的损耗限制，极化激元光子器件在应用推广方面存在一定困难。 为了解决这一挑战，中国科学院国家纳米科学中心研究员
光学成像的原理
光学成像原理简介一个成像系统主要包含以下几个要素：·视场：能够在显示器上看到的物体上的部分·分辨率：能够最小分辨的物体上两点间的距离·景深：成像系统能够保持聚焦清晰的最近和最远的距离之差·工作距离：观察物体时，镜头最后一面透镜顶点到被观察物体的距离·畸变：由镜头所引起的光学误差，使得像面上各
什么是光学相干成像
光学相干断层成像术(optical coherence tomography，OCT)是一种能对生物组织浅表微结构进行断层成像的新技术，我们对时域光学相干断层成像术（time domain optical coherence tomography,TDOCT）与傅立叶域光学相干断层成像术（fo
「官网」光学成像设备展|2024深圳光学成像设备展
深圳电子元器件展，电子仪器仪表展，深圳电子仪器仪表展，电子元器件展，深圳电子设备展，电子设备展，电子元器件展览会，电子仪器展，深圳电子仪器展，电仪器展览会，深圳继电器展，深圳电容器展，深圳连接器展，深圳集成电路展2024深圳国际电子设备及仪表仪器展览会展览时间：2024年4月9-11日地 点：深圳会
脑科学研究的“春天”已至
“作为交叉学科又有着广阔的应用前景，脑科学与类脑研究已然成为国际重要前沿科学领域，需要国内外顶级资源通力合作，共同面对和解决该领域的重大挑战和难点问题。”最近，在由剑桥大学、南京江北新区管理委员会共同主办，剑桥大学南京科技创新中心承办的“剑桥南京论坛2021-脑科学与类脑研究峰会”上，剑桥大学终身讲
合成复频波技术补偿极化激元光子器件的损耗研究获进展
在纳米光子系统中，极化激元是一种由入射光与材料表界面相互作用形成的特殊电磁模式，能够实现纳米尺度上光信息的传输和处理。极化激元材料是构建光电互联芯片的重要材料基础。然而，由于光学材料本身的损耗限制，极化激元光子器件在应用推广方面存在一定困难。 为了解决这一挑战，中国科学院国家纳米科学中心研究员戴庆
像差的分类
像差一般分两大类：色像差和单色像差。色像差简称色差，是由于透镜材料的折射率是波长的函数，由此而产生的像差。它可分为位置色差和放大率色差两种。单色像差是指即使在高度单色光时也会产生的像差，按产生的效果，又分成使像模糊和使像变形两类。前一类有球面像差、彗形像差和像散。后一类有像场弯曲和畸变。
像差的定义
像差（全称色像差， aberration）是指实际光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学（一级近似理论或近轴光线）的理想状况的偏差。像差主要分为球差、彗差、场曲、像散、畸变、色差以及波像差。词条对上述像差进行了详细的介绍。
原理革新！科学家进一步提升超透镜分辨率
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/506725.shtm超透镜能够超越传统光学成像分辨率的极限，实现亚波长级别的微观结构和生物分子的更好观测。然而，超透镜的本征损耗一直是该领域长期存在的关键科学问题，限制了成像分辨率的进一步提升。近日，来自
原理革新！超透镜分辨率提升一个量级
超透镜能够超越传统光学成像分辨率的极限，实现亚波长级别的微观结构和生物分子的更好观测。然而，超透镜的本征损耗一直是该领域长期存在的关键科学问题，限制了成像分辨率的进一步提升。 近日，来自香港大学、国家纳米科学中心和英国帝国理工学院等机构的研究人员密切合作，提出了多频率组合复频波激发超透镜成像理
科研人员提出新光学像差表征法：自由振动模法
像差是指光学系统中的成像缺陷，物理光学上把像差称之为波前像差或波阵面像差。中国科学院紫金山天文台望远镜实验室博士王海仁及其合作者们提出了表征光学望远镜的像差的新方法——“自由振动模法”。自由振动模法来源于弹性力学薄板理论，在表达上分为圆形和环形自由振动模法(见图1和图2)。以往的光学像差表征法主