科学家研制成功新型自适应光学双光子荧光显微镜
像差问题一直困扰着光学领域的工作者。像差会使光波前发生形变，不仅降低成像的信噪比和分辨率，使得很多时候我们只能“雾里看花”，更甚者，产生赝像，或无法获得有意义的图像。像差问题对双光子成像的影响尤为严重，因为在那里，荧光信号对入射光强度的依赖是平方关系，一旦入射光波前形变，不仅聚焦强度大幅下降，成像分辨率也急剧恶化。因此，如何解决像差问题，实现活体，例如小鼠大脑皮层，深层区域的高质量成像成为光学成像发展中最具挑战性的问题之一。 美国Howard Hughes Medical Institute （霍华德·休斯医学研究所）在Janelia Farm Research Campus的吉娜博士小组与来自中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室的王琛博士最近成功将一种新的自适应光学的方法和双光子显微镜结合，研制出一种新的自适应光学双光子荧光显微镜。通过校正活体小鼠大脑的像差，在视觉皮层的不同深度......阅读全文
西安光机所光学成像研究取得进展
2月18日出版的美国光学学会旗下期刊Optics Express 同时刊登了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研究组的三篇研究论文。 在第一篇题为Large-scale 3D imaging of insects with natural color 的文章
活体生物光学成像技术的应用
作为一项新兴的分子、基因表达的分析检测技术，在体生物光学成像已成功应用于生命科学、生物医学、分子生物学和药物研发等领域，取得了大量研究成果，主要包括： 在体监测肿瘤的生长和转移、基因治疗中的基因表达、机体的生理病理改变过程以及进行药物的筛选和评价等。 1、在体监测肿瘤的生长和转移
西安光机所光学成像研究取得进展
2月18日出版的美国光学学会旗下期刊Optics Express 同时刊登了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研究组的三篇研究论文。 在第一篇题为Large-scale 3D imaging of insects with natural color 的文章
光学显微镜成像原理是什么
光学显微镜成像原理是凸透镜成像原理，显微镜有两组镜头，物镜成倒立放大的实像，目镜则将物镜成的像再次成像，只不过成的是放大的虚像，因此经过两次成像后，显微镜下看到的物像是倒立放大的虚像。显微镜下要获得清晰的物像，必需严格按照操作规程进行操作，先降低镜筒，用粗准焦螺旋反方向缓慢上升镜筒的过程中注视目镜，
组织的光学特性及其成像基础（二）
8.组织的吸收特性 组织的吸收是各个分子成分共同作用的结果。当光子的能量与分子的能级间隔匹配时,分子吸收光子。在短波长区(光子能量大),这些跃迁是电子跃迁。紫外区的重要吸收体包括DNA,芳香族氨基酸(色氨酸、酪氨酸),蛋白质,黑色素和卟啉（包括血红蛋白、肌红蛋白维生素B12以及细胞色素c)。 光穿透
光学随机共振——强大的弱白光成像
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研究员刘红军课题组在光学随机共振弱光图像重构方面取得新进展，于11月4日在美国物理学会（APS）旗下期刊Physical Review Applied 上以White-light image reconstruction via s
组织的光学特性及其成像基础（一）
生物组织的光学特性，影响着光在组织中的传输，也是医学光谱和成像诊断的基础。影响光在生物组织中传播的三个物理过程是反射和折射（reflection and refraction）、 散射（scattering）、吸收（absorption）。这三个过程分别用以下参数来描述：折射率、 散射系数、吸收系数
动物活体光学成像的应用进展
随着对亚细胞结构和功能、分子生理和病理、细胞间和细胞内信号通路研究的深入，人类对疾病和对生命本质的认识不断被追朔到蛋白质、基因水平。在上个世纪发展起来的CT、MRI、PFT、超声等宏观影像技术已经远不能满足对活体环境内细微生命过程的探询。组织切片和免疫染色能够部分解释一些生物现象，但是需要研究对象与
显微镜光学构件及成像原理
（一） 折射和折射率 光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现象，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体（如玻璃）时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。 （二） 透镜的性
共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统研究获进展
中国科学院光电技术研究所应用光学研究室廖胜课题组在共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统研究中取得新进展：提出了一种共用光路部分为透镜和反射镜相结合，利用二色分光镜实现分光探测成像，通过巧妙搭配合适的光学材料、机械材料和分配光焦度，可实现两个支路系统在较宽温度内取得良好成像性能的共孔径红外双波段
《科学》（20240308出版）一周论文导读
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518827.shtm编译 | 未玖 Science, 8 MAR 2024, VOL 383, ISSUE 6687
中科院在国内首次突破下一代太阳自适应光学技术
近日，在中科院云南天文台的协助下，中科院光电技术研究所研究员饶长辉带领的太阳高分辨力光学成像研究小组，成功突破下一代自适应光学——多层共轭自适应光学（MCAO）关键技术。该试验的成功，标志着我国在下一代自适应光学技术领域取得重大突破，使我国成为继美国和德国之后，第三个掌握太阳MCAO技术的国家
关于球差的概念介绍
在共轴球面系统中 ，轴上点和轴外点有不同的像差，轴上点因处于轴对称位置，具有最简单的像差形式。当轴上物点的物距L确定，并以宽光束孔径成像时，其像方截距随孔径角U（或孔径高度h）的变化而变化，因此轴上物点发出的具有一定孔径的同心光束，经光学系统成像后不复为同心光束。在孔径角很小的近轴区域可以得到物点成
《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
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。
高性能便携式自适应光学装置首次在2.16米望远镜实测成功
8月1日至3日，中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所系外行星探测技术团队与加州州立大学北岭分校合作研制的高性能便携式自适应光学装置（High Performance Portable Adaptive Optics，以下简称HPAO）首次在国家天文台兴隆观测基地2.16米望远镜上进行了试观
长春光机所突破可见光成像望远镜液晶自适应系统关键技术
日前，中科院长春光学精密机械与物理研究所突破大口径可见光成像望远镜的液晶自适应系统关键技术。该项技术利用液晶校正器数万象素的优势，有效弥补了目前自适应光学系统驱动单元密度低难于匹配4米以上大口径可见光成像望远镜的缺陷，对我国空间目标探测与识别技术的发展具有重要意义。 长春光机所研究员宣丽及
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（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
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（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（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（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（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
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
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
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（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