芯直径差异与数值孔径差异。(1)纤芯直径差异对连接损耗的影响。若两段光纤纤芯直径不同,在光纤轴线精确对准的条件,则连接损耗可以近似地由发射与接受纤芯面积的相对差值决定。图1.光纤纤芯直径差异例如,对渐变折射率光纤,50 um标准光纤芯径的允许变化值为±3 um。对于最大偏差情况,光从芯径为53 um的光纤中传输到47um的光纤中,其相差值为0.21。若光在纤芯中是均匀分布的,则计算损耗约为1 dB;类似地对单模光纤,其模场直径为8.4±0.5um,在最大偏差情况下,相对差值亦为0.21,相应的损耗为1 dB。实际上大部分单模光纤接器的损耗的数量级在0.1-0.5 dB。图2.光纤入射角数值孔径 ...
与入瞳直径或数值孔径有关,受像差影响很小,所以分辨率不适宜用来评价高质量的小像差系统的像差。对于大像差系统,分辨率作为的像质指标有时也不甚适宜。因为像差主要导致能量分散,直接影响线条的清晰度,对分辨率的影响则并不显著。因分辨率与成像清晰度之间并无必然的联系。此外,实际检验条件常与瑞利原始条件不符,使瑞利规定的分辨率不能很好地反映光学系统的质量。首先,各种光能接收器分辨亮度对比度的能力有差别,如人眼在照度良好、界线清楚的情况下能分辨1∶0.95的亮度差别;其次,瑞利的规定是对两个相等亮度的自身发光点而言的,并且除两个发光点外是没有背景亮度的,这也往往与实际情况不符。所以分辨率是一个不很确定的量, ...
,最好使用高数值孔径(NA)的水浸或油浸物镜。然后,光在前向被收集并重新聚焦到光电探测器上。为了确保收集效率,建议使用油浸式物镜。在本案例中,使用了一个60X 1.2 NA的水浸式物镜(UPLSASP 60XW,奥林巴斯)。一旦光线被聚光器收集,在经过光学过滤器阻挡调制光束后,它就被重新聚焦到光电二极管上。来自光电二极管的信号然后被送到锁相放大器(根据光电二极管的配置,可能需要一个前置放大器/跨阻抗放大器)。锁相放大器将信号与本地振荡器混合,并将调制频率的交流信号转换为直流输出。然后,它被送到数据采集系统,形成图像。在这个应用中,Hamamatsu S3994-01与一个自制的跨阻抗放大器配对 ...
高图像质量、数值孔径或较大限度地节省空间,非球面是一个较好的选择。非球面透镜是旋转对称的光学器件,其曲率半径在径向上偏离透镜的中心。由于这种特殊的表面几何形状,与球面透镜相比,非球面可以显著提高光学系统的成像质量。它们不同的曲率半径导致了对球面的偏离(图2)。图2:球面与非球面相比的光学有效面积仔细观察镜头外围的平坦半径,就会发现与球面形状的偏差。一般来说,以下说法比较合适: 当一个透镜的半径偏离球面形状时,它就是一个非球面。透镜的半径是以这样的方式确定的--如图3所示--有一个入射光线的束缚,它们相交于一个共同的焦点,从而防止球面像差。因此,非球面是一个优化的聚焦光学器件。相比之下,球体的入 ...
样品且聚光镜数值孔径大于物镜的地方,倾斜光线会相互交叉并错开物镜,从而让这些区域变暗。将标本(尤其是未染色且不吸收光线的标本)放在载玻片上时,倾斜光线会与标本发生相互作用,并被诸如细胞膜、细胞核和内部细胞器等标本内部的要素所衍射、反射和/或折射。这些微弱的光线就会进入物镜。zui终效果就是在黑色背景上呈现出明亮的标本图像。通常情况下,在适于暗场照明成像的观察对象看上去非常绚丽。在明场显微观察中本身对比度非常低的标本往往在暗场观察时非常耀眼夺目。暗场照明特别适合显示轮廓、边缘、边界和折射率梯度。暗场照明的理想候选对象包括微小的水生生物、硅藻、小昆虫、骨、纤维、头发、未染色的细菌、酵母、组织培养细 ...
要性能参数是数值孔径和倍率。为了分辨物体的细微结构并确保zui佳成像质量,除一定要在设计该物镜时所规定的机械筒长下使用外,还应有尽可能大的数值孔径,且其放大率须与数值孔径相适应。但是显微物镜在提高其数值孔径时,首先碰到的是校正高ji像差的困难,结构简单的物镜无法解决这一问题。这就决定了显微物镜将有相当复杂的结构型式。显微物镜有折射式、反射式和折反射式三类,但绝大多数实用的物镜是折射式的。折射式显微物镜又可根据质量要求的不同而有不同的类型。一、消色差物镜这是应用zui广泛的一类物镜,一般只要对轴上点校正好色差和球差,并使之满足正弦条件而达到对近轴点消彗差即可,因此只能用于中低档的普及型显微镜中作 ...
有光学组件的数值孔径NA以及相机特性(像素大小、灵敏度等)的限制。特别是为了规避光学组件的限制,无透镜成像将是一种很好的选择。到目前为止,频率在0.2-4THz范围内zui常用的源是远红外(FIR)气体激光器、量子级联激光器(QCLs)和光导电天线(PCAs)。FIR气体激光器是基于高功率、中红外CO的2-激光泵浦一个太赫兹腔。它们的太赫兹发射可以是连续波(cw),在2.52THz时,输出功率超过150mW。输出波长取决于太赫兹谐振器中的气体。然而,连续波激光器只发射一条线,而且稳定的操作可能具有挑战性。zui近,相对紧凑的太赫兹qcl开始在没有低温恒温器的情况下工作,使用热电冷却器,温度高达 ...
。测量了不同数值孔径(NAs)和芯径,但锥度角(ψ)近似为~4°的光纤的集合场ξT(x,y)(图1c)。我们发现沿锥度的光敏区域,即收集长度L,随着光纤NA的增大和ψ的减小而增大(补充图1a)。因此,锥形光纤的采集长度是可以定制的通过修改光纤NA和锥度角ψ,从几百微米提高到约2 mm。这一发现揭示了锥形光纤和扁平切割光纤的收集特性的重要差异,因为对于扁平切割,收集深度基本上不依赖于NA21。我们比较了锥形光纤和扁平切割的采集字段,NA分别为0.66(图1d)和0.39(补充图1b)。锥形光纤的光学主动表面沿波导轴线延伸,导致沿锥度方向相对均匀的收集。从集合字段ξF(x,y)中可以看出,扁平切割 ...
描仪③光导的数值孔径④光通量积决定了光学检测系统有效利用光源输出的能力。当光源的光通量积与光学系统的光通量积紧密匹配时,可以获得zui佳性能。sr=球面弧度。针对光驱动生物技术以及工业应用,优化光源的选择性需要全面考虑仪器的光谱、空间和时间要求,这些正是需要照明光源来支持的。通常一种技术尽可以满足其中的部分要求,所以zui佳策略即是混合多种技术来满足全部需求。复杂的光引擎可以提供这样一种集成的方法来混合光源,并克服任何给定技术的基本限制,例如,在荧光分析中,LED在500-600nm的光中由于臭名昭著的“绿色间隙”功率和亮度往往无法满足;或者相对于毫秒级的切换时间,任何弧光灯的开/关不稳定性; ...
镜中,通过高数值孔径的高放大倍数物镜在样品平面上提供1-10W/mm2。图5. 为MERFISH多路单分子成像优化的CELESTA激光光引擎输出光谱。显然,对于那些超出简单光谱分辨能力的高并行荧光标记生物分析,可以通过精心选择荧光团、光学滤光片、精细调节激发照明和智能算法来实现。巧妙的标记策略,如分子条形码,也可以应用于广泛的生物样本,以增强来自高度复杂组织标本的生物分子信息的光谱分辨和空间分布。在此,我们讲述了一种大规模并行单分子成像技术,MERFISH,利用重复标记协议来max化单细胞中数十万个RNA靶标的拷贝数量和空间分布信息。检索大量数据集的技术和机会对于当今丰富的基因组和转录组信息生 ...
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