调制器的基于衍射的相位校准摘要我们提出了一种简单而稳健的方法来确定仅相位空间光调制器 (SLM) 的校准函数。所提出的方法基于将二元相位菲涅耳透镜 (BPFL) 编码到 SLM 上。在 BPFL 的主焦平面上,焦辐照度是由一个能够测量强度相关信号的设备收集的,例如 CCD 相机、光电二极管、功率计等。根据理论模型,很容易从实验数据的数值处理中提取所需的校准函数。缺少干涉式光学装置以及使用最少的光学组件可以快速对齐设置,这实际上很少依赖于环境波动。此外,通常在基于衍射的方法中出现的零级效应会大大降低,因为测量仅在焦点附近进行,其中主要光贡献来自 BPFL 处的衍射光。此外,由于该方法的简单性,在 ...
双光子衍射光学元件成像摘要:双光子成像已经成为神经电路光学监测的一种有用的工具,但它需要较高的激光功率和对样本中每个像素的串行扫描。这导致成像速率慢,限制了对神经元活动等快速信号的测量。为了提高双光子成像的速度和信噪比,我们对双光子显微镜进行了简单的改进,使用了一个衍射光学元件(DOE),它将激光束分成几个小束,可以同时扫描样品。我们通过增强新皮层大脑切片神经元动作电位双光子钙成像的速度和灵敏度,证明了DOE扫描的优势。DOE扫描可以很容易地提高双光子和其他非线性显微技术对时变信号的检测。我们将一个DOE放置在与物镜和检镜后孔径共轭的平面上(图1A)。这个元件在光程中被望远镜跟随,这是确保从D ...
行程强的一级衍射效应。其中声光调制器AOM主要用来做光的调制,可以对光束进行数字调制也叫做开调制(TTL调制),模拟调制,或者混合调制。还可以对一些不方便功率调节的激光器进行功率调节。上图是一个常见的声光调制器,由两部分组成,左边是射频驱动器,输出超声波信号,右边是声光调制器晶体。对于常见的数字调制(TTL)来说,我们只需要将声光调制器正确连接,把我们所需要的调制信号通过SMB接口给到射频驱动器,调整好晶体跟激光器的角度,就可以实现激光器的开关调制,声光调制器在开关速率上远高于普通的机械斩波器或者机械光闸,这是由于原理上的完全不同所导致的,普通的机械装置最高的调制速率也就到几千赫兹(KHZ量级 ...
中充当布拉格衍射光栅,使输入到器件的激光束以适当的角度偏转。根据AOM的配置,多达90%的入射功率可以分配到布拉格光栅的一级衍射。调制是通过改变使用的射频信号来实现的。在AOM中,通过压电换能器在材料中形成布拉格光栅。技术比较对于大多数应用,EOM和AOM之间的选择是基于几个关键的性能和成本考虑。由于AOM通常是一个成本较低的选择,除非应用方面对EOM的关键优势之一有重大需求,一般AOM都是首选。与AOM相比,EOM具有更大的孔径、更高的功率和脉冲能量兼容性、非常高的对比度和快速的上升时间。而AOM则可以提供更高的调制速度。下表中总结了一些最重要的参数及其典型值。速度/上升时间调制器的时间性能 ...
跨越了以阿贝衍射极限为代表的一度难以逾越的分辨率障碍 ,开发多种成功的方法,如受激发射损耗(STED) 、单分子定位方法(PALM 和 STORM) ,结构照明显微术(SIM)和超分辨率光学波动成像(SOFI),这要归功于图像传感器技术的改进以及单分子光谱学的巨大进步。在这里,我们提出了一种新的显微技术,它利用 SPAD23阵列探测器的超高时间分辨率来测量荧光波动引起的相关性。在 ISM 架构中测量的这种相关性,然后被用作具有高达 4倍增强横向分辨率和增强轴向分辨率的超分辨率图像的对比度。仅用几毫秒的像素驻留时间就可以获得高信噪比的超分辨率图像。单光子探测器阵列SPAD23技术源于代尔夫特理工 ...
径限制引起的衍射效应对近场束宽的影响;4.由于上述是对整个x,y平面积分,因此此积分是至少在捕获光功率(能量)99%以上区域进行的,配合计算机的图像处理系统可以快速的计算出光束束宽的大小。但此方法对高空间频率的干扰非常敏感,因此在测量中会出现一定的基地噪声,所以在测量的过程中要对噪声做一定的处理。三、远场发散角激光光束的传播符合双曲线定律,光束的远场发散全角可表示为双曲线两条渐近线之间的夹角,光束远场发散角θ定义为光束远场发散全角的一半,通常表示为无穷远处光束束宽和传输距离之比的极限。图3 光束束腰和远场发散角表示束腰直径,表示束腰半径,表示远场发散全角,由激光光学可知,对基膜高斯光束有(表示 ...
的设备中,在衍射极限下的全光成像 被认为是无法实现的。图(a)传统全光成像(PI)设备的方案:物体的图像聚焦在微透镜阵列上,而每个微透镜将主透镜 的图像聚焦在后面的像素上。这种配置需要与方向分辨率的增益成比例的空间分辨率的损失;(b)显 示了相关全光成像(CPI)设置的方案,其中方向信息是通过将物体聚焦的传感器检索到的信号与收集 光源图像的传感器相关联而获得的。为了实现全光成像,我们正在寻求一个超高性能的探测器,一个相关部分是通过用基于尖端技术的传感器(如单光子雪崩 二极管(SPAD)阵列)取代商用高分辨率传感器(如科学 CMOS 和 EMCCD 相机)来确定的。SPAD 基本上是一个光电二极 ...
像系统形成的衍射图样中,光能主要集中在艾里斑中,而像差的存在使衍射光斑的能量比无像差时更为分散。属于这一类的像质评价方法有斯特列尔判断、瑞利判断和分辨率。像差系统,通常用几何光线的密集程度来表示,与此对应的评价方法有点列图。1,斯特列尔判断Strehl 强度比(斯特列尔比,Strehl ratio):当光学系统有像差时,衍射图样中中心亮斑(艾里斑)占有的光强度要比理想成像时有所下降,两者的光强度比称为Strehl 强度比,又称中心点亮度,以 S.D.表示。Strehl判断(Strehl criterion):中心点亮度(斯特列尔比)S.D.≥0.8时,系统是完善的。 斯特列尔提出的中心点亮度S ...
微透镜阵列与衍射型微透镜阵列两类:折射型微透镜(ROE)阵列:基于几何光学的折射原理,光在两种透明介质交界处(如空气和玻璃),将向折射率高的区域弯折。材料的折射率越高,入射光发生折射的能力越强。通过这个原理,将一个完整的激光波前在空间上分成许多微小的部分,每一部分被相应的小透镜聚焦在焦平面上,光斑进行重叠,从而实现在特定区域将光均匀化,对激光束精确整形。其应用主要有光斑整形和光束转化。图2:折射型微透镜阵列衍射型微透镜(DOE)阵列:基于物理光学的衍射原理,光被透镜阵列的表面浮雕结构调制改变了波前相位,从而实现了光波的调制、变换。激光经过每个衍射单元后发生衍射,并在一定距离(通常为无穷远或透镜 ...
复杂性。一对衍射光栅或高折射率材料(如SF57玻璃棒)需要被添加到光束路径中,而且光谱范围是有限的。关于光谱聚焦方法的详细解释可以在最近的一份出版物中找到。简而言之,如果一次只对单个拉曼位移感兴趣,皮秒激光器的设置要简单得多。飞秒激光器是快速获取高光谱图像的首选,其代价是系统的复杂性。Moku:Lab LIA可以与皮秒和飞秒激光器配对。在本应用说明中介绍的使用案例中,飞秒激光器(Spectra-physics Mai Tai)与SF57玻璃棒一起用于光谱聚焦。调制、延迟阶段和扫描头泵和斯托克斯光束通常由声光调制器(AOM)或电光调制器(EOM)进行调制。调制频率通常在MHz范围内。这有助于减少 ...
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