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
细胞领域发现“新大陆”！3天2篇CELL
5月25日、27日，清华大学连续有两篇论文在《细胞》杂志上线。第一篇由脑与认知科学研究院、自动化系戴琼海院士课题组和生命学院俞立课题组合作完成；第二篇则由俞立课题组领衔完成。 两篇论文都跟中国科学家发现的一种新细胞器——迁移体有关。第一篇论文用一种突破性的显微新技术，实现了首次在小鼠
首款太赫兹成像芯片发布－对人体成像无辐射替代进口
一枚米粒大小的太赫兹芯片，却能在人体安检仪中发挥出巨大功能。记者4月23日从中国电子科技集团获悉，由中国电科13所研制的首款国产太赫兹成像芯片在首届数字中国建设峰会上正式发布。由于人体自身辐射的太赫兹波信号极其微弱，因此要求太赫兹芯片具备超高灵敏度、超低噪声以及超宽频带特性，才能将人体辐射的微弱
科技突破－！芯片上实现光学诱导超导性
据发表在最新一期《自然·通讯》杂志上的论文，德国马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所研究人员证明，用激光束开启超导性的能力可集成在芯片上，这开辟了一条通往光电子应用的道路。 此前，该所研究人员已经确定了一种增强K3C60光诱导超导性的策略。此次研究则进一步表明，光诱导K3C60的电响应不是线性
西安光机所集成光学芯片研究取得系列进展
作为现代光学尤其是集成光学核心部分，高质量脉冲与相干激光光源一直以来都是学术界与产业界的重要关注点。在中国科学院B类战略性先导科技专项“大规模光子集成芯片”支持下，中科院西安光学精密机械研究所微纳光学与光子集成团队近期在片上集成光源方面取得系列研究进展。 首先，在片上实现了以49GHz为基频的
清华大学团队研发AI光芯片赋能大模型算力
记者11日从清华大学获悉，针对大规模光电智能计算难题，清华大学电子工程系副教授方璐课题组、自动化系戴琼海院士课题组，摒弃传统电子深度计算范式，另辟蹊径，首创分布式广度光计算架构，研制大规模干涉-衍射异构集成芯片太极（Taichi），实现160 TOPS/W的通用智能计算。在如今大模型通用人工智能蓬
像差的概念和相关术语
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。
像差的一般分类
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。
算力提升三千余倍！我国芯片领域实现新突破
近日，清华大学自动化系戴琼海院士、吴嘉敏助理教授与电子工程系方璐副教授、乔飞副研究员联合攻关，取得芯片领域关键成果。他们研发的ACCEL光电计算芯片，在多项复杂智能视觉任务中，达到现有高性能芯片相同准确率的同时，国际首次实测算力提升三千余倍，能效提升四百万余倍，为超高性能芯片研发开辟全新路径。相关成
《光学通信》：突破单像素成像对快速运动物体成像瓶颈
记者6月20日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院安徽光机所王英俭课题组提出了一种抗运动模糊快速运动物体的单像素成像新方法，在利用单像素成像所具有的宽光谱、高灵敏优势的同时，突破了单像素成像对快速运动物体成像应用的瓶颈限制。这项研究改变了人们一直以来认为单像素成像只适合于对静止或缓慢移动物
活体动物体内光学成像（九）
关于活体成像系统常见问题解答1. 关于小动物活体成像技术的起源与发展活体动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术。生物发光是用荧光素酶基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cy5及Cy7等）进行标记。该技术最初是由美国斯坦福大学的科学家采用了世界上最优秀
活体动物体内光学成像（二）
3. 实验过程 通过分子生物学克隆技术, 应用单克隆细胞技术的筛选，将荧光素酶的基因稳定整合到预期观察的细胞的染色体内，培养出能稳定表达荧光素酶蛋白的细胞株。典型的成像过程是：小鼠经过麻醉系统被麻醉后放入成像暗箱平台，软件控制平台的升降到一个合适的视野，自动开启照明灯拍摄第一次背景图。下一步，自动关
西安光机所计算光学显微成像研究获进展
使用光学显微镜进行病理切片检查是癌症诊断的“金标准”。传统的数字病理学常使用高倍物镜和扫描拼接的方法以获得大视场、高分辨率图像，但高精密电动位移台、高倍物镜、脉冲光源等组件价格昂贵，提高了仪器设备的成本，且大量的机械运动也会减缓成像的时间效率。同时，高倍物镜带来的景深狭小和机械扫描拼接带来的伪影
活体动物体内光学成像（十）
3. 关于CCD的“背部薄化、背照射”与“冷”的确切含义是什么？之所以叫冷CCD，是由于CCD的芯片温度下降到零下70℃或110℃，可以降低噪音，提高检测的灵敏度。Cryogenic 的制冷技术可以使CCD的温度达到-70℃到 -110℃，那样的温度可以使背照射冷CCD的暗电流减少到可忽略不
活体动物体内光学成像（三）
（2） 免疫学与干细胞研究将荧光素酶标记的造血干细胞移植入脾及骨髓，可用于实时观测活体动物体内干细胞造血过程的早期事件及动力学变化。有研究表明，应用带有生物发光标记基因的小鼠淋巴细胞，检测放射及化学药物治疗的效果，寻找在肿瘤骨髓转移及抗肿瘤免疫治疗中复杂的细胞机制。应用可见光活体成像原理标记细胞，建
活体动物体内光学成像（五）
3. 底物荧光素(Luciferin)是如何进入小鼠体内的？需要多少？ 荧光素是腹腔注射或尾部静脉注射进入小鼠体内的，约一分钟就可以扩散到小鼠全身。 大部分发表的文章中，荧光素的浓度是150mg/kg (见下图)。20克的小鼠需要3毫克的荧光素，价钱约两到三美元。常用方法是腹腔注射，扩散较慢
金相显微镜光学放大成像系统
金相显微镜--光学放大成像系统金相显微镜是研究金属显微组织最常见最更要的工具。从19世纪中叶开始应用光学微微镜以来，丛微镜的构造、类型、应用范围和性能等人面均有了很大的进步。金相显微镜的种类和形式很多，主要有直立式、倒立式和卧式三大类。金相显微镜宁要由）L学放大系统、照明系统相机械系统i部分组成．有
活体动物体内光学成像（六）
17. 标记好的细胞的荧光素酶是随机还是插入固定的位点？ 插入的位点是随机的，但每一个构建好的细胞株我们都做过详细的分析，与其母细胞株进行详细的比较，证明荧光素酶的插入对细胞的各种特性(包括生长周期, 成瘤性等)没有造成影响。18. 能标记病毒吗？能标记病毒的某一个基因吗？ 可以标记病毒，由于病毒在
金相显微镜光学放大成像系统
金相显微镜是研究金属显微组织zui常见zui更要的工具。从19世纪中叶开始应用光学微微镜以来，丛微镜的构造、类型、应用范围和性能等人面均有了很大的进步。金相显微镜的种类和形式很多，主要有直立式、倒立式和卧式三大类。金相显微镜宁要由）L学放大系统、照明系统相机械系统i部分组成．有的显微镜还附有摄影装置
活体动物体内光学成像（四）
3. 标记细菌（1） 细菌侵染研究可以用标记好的革兰氏阳性和阴性细菌侵染活体动物, 观测其在动物体内的繁殖部位、数量变化及对外界因素的反应。（2） 抗生素药物利用标记好的细菌在动物体内对药物的反应，医药公司和研究机构可用这种成像技术进行药物筛选和临床前动物实验研究。4. 基因表达和蛋白质相互作用（1
活体动物体内光学成像（七）
关于生物发光与荧光及其它技术的比较 34. 荧光检测与生物发光检测的优势与劣势比较如何？ 荧光发光需要激发光，但生物体内很多物质在受到激发光激发后，也会发出荧光，产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度。特别是当发光细胞深藏于组织内部，则需要较高能量的激发光源，也就会产生很强的背景噪音。作为体内报告源
活体动物体内光学成像（一）
活体动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术。生物发光是用荧光素酶基因标记细胞或DNA，而荧光技术则采用荧光报告基团（GFP、RFP, Cy5及Cy7等）进行标记。该技术最初是由美国斯坦福大学的科学家采用了世界上最优秀的高性能CCD研发与生产制造商Roper scientific公司最
成像光学元件的种类和选型小科普
当我们听到诸如光学系统，光电倍增管，二极管的时候，是不是觉得这些词汇太过专业了，虽然物理课学过，但印象总是很朦胧。今天小编就带大家来了解一下这些词汇都是啥（当然物理专业大佬除外哈~~~） 光电倍增管-PMT 官方定义：光电倍增管是一种真空器件。它由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电
西安光机所智能光学显微成像研究取得进展
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利课题组在智能光学显微成像研究方面取得新进展。相关研究成果以Dual-wavelength in-line digital holography with untrained deep neural networks为题，在线
西安光机所智能光学显微成像研究取得进展
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利课题组在智能光学显微成像研究方面取得新进展。相关研究成果以Dual-wavelength in-line digital holography with untrained deep neural networks为题，
活体动物体内光学成像（八）
关于技术应用42. 可以用荧光素酶基因标记干细胞吗？如何标记？ 可以，标记干细胞有几种方法。一种是标记组成性表达的基因，做成转基因小鼠，干细胞就被标记了，从此小鼠的骨髓取出造血干细胞，移植到另外一只小鼠的骨髓内，可以用该技术示踪造血干细胞在体内的增殖和分化及迁徙到全身的过程。另外一种方法是用慢病
西安光机所计算光学显微成像研究获进展
使用光学显微镜进行病理切片检查是癌症诊断的“金标准”。传统的数字病理学常使用高倍物镜和扫描拼接的方法以获得大视场、高分辨率图像，但高精密电动位移台、高倍物镜、脉冲光源等组件价格昂贵，提高了仪器设备的成本，且大量的机械运动也会减缓成像的时间效率。同时，高倍物镜带来的景深狭小和机械扫描拼接带来的伪影
研究首创零样本通用显微图像AI处理方法
5月16日，中国科学院生物物理研究所李栋团队联合清华大学自动化系戴琼海院士团队在《自然-通讯》杂志研究论文，提出了零样本通用显微图像处理框架ZS-DeconvNet，并开发了对应的一键式显微图像处理软件。ZS-DeconvNet对共聚焦显微图像处理效果与传统方法对比在生命科学领域，显微图像处理技术是
琼海农产品质量检测站揭牌
琼海市农产品质量安全检验检测站近日揭牌成立。据悉，这是海南省第二个挂牌成立的市级农产品质量检测站。 琼海市农产品质量安全检验检测站是2008年新增中央投资项目，总投资520万元，建筑面积1468平方米，内设样品处理室、检测室、灭菌室等13个室，目前主要负责琼海市农产品质量安全检验检测
一起来了解成像光谱仪
目前国际上正在迅速发展的一种新型传感器称为成像光谱仪，它是以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。 70年代末80年代初，在研究归纳各种地物光谱特征的基础上，形
长春光机所液晶自适应光学系统波前探测研究取得新进展
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室在自适应光学波前探测技术研究中取得新进展：首次采用哈特曼波前探测器实现对超动态范围波前倾斜和其他高阶像差的同时探测，实现液晶自适应光学系统波前像差探测和校正，该研究为自适应光学波前探测技术提供了新思路。相关结果发表在Optics Exp