基于ARM的双色近红外荧光扫描系统

由于扫描样品的多样化,样品的发光点并不一定在焦平面上;双色近红外荧光扫描分析可以实现数据对比以及准确的量化分析。因此,设计基于激光共聚焦原理的ARM控制、三维移动、双色近红外荧光扫描的系统。采用STM32F407作为主控板,THB7128芯片作为x,y,z三轴步进电机的驱动,可以实现快速定位和精准扫描。信号采集电路由H11461-03型号的侧边PMT,以OPA686芯片作为运放的电流-电压转换和放大电路,LM747H芯片构造的二阶巴特沃斯低通滤波电路以及ADS8320采样电路组成。系统的背景噪声实验结果显示信号范围在0.075~0.2 V之间,且数值较低、变化平稳。     

双激光共聚焦生物芯片荧光分析仪

国家自然科学基金科学仪器专款项目“双激光共聚焦生物芯片荧光分析仪”于2002年获批准资助，由浙江大学和深圳益生堂生物企业有限公司共同承担。该项目旨在开发面向科研及临床应用的激光共聚焦微阵列芯片荧光分析仪。该仪器运用激光共聚焦成像原理，对生物芯片进行双激光扫描荧光成像。采用光学机械结合的扫描设计，其中光学扫描由远心f-q物镜结合振镜实现，机械扫描由步进电机驱动精密导轨实现。     

实用双波段共孔径光学系统设计

针对用于目标定位、威胁告警以及搜索跟踪等方面的双波段共孔径光学系统进行了研究,设计了一款将长波红外与激光相结合的双波段系统;该系统采用折射光学系统形式,在光路中采用分光片进行分光。该系统红外波段传递函数值在25lp/mm时所有视场均大于0.2,在激光波段0.7视场以内弥散圆直径小于0.6 mm,且该系统结构紧凑,既能满足目标搜索在捕获阶段的探测视场比较大的要求,又满足目标识别跟踪阶段的高分辨率要求,具有一定的实用价值。     

共聚焦荧光寿命显微系统

提出一种集成了激光扫描共聚焦显微术和荧光寿命测量技术的共聚焦荧光寿命显微系统,用于观察生物细胞等样品微观结构以及对环境条件信息成像。通过配合使用空心角锥棱镜和平面反射镜简化光路调整,成功搭建系统。实验结果显示,系统的空间分辨率能达到约180nm,荧光寿命时间分辨率达到约20ps。本文系统能为生物细胞学、材料学等学科研究提供直观途径。     

基于单片机的激光共聚焦扫描系统的研究

作为一种具有较高横向分辨率和纵向分辨率的显微仪器,激光共聚焦扫描显微镜在各个领域有较大发展。文中介绍了激光共聚焦光学扫描的非线性问题,通过选取合适的振镜以及驱动控制系统消除非线性,最后完成扫描驱动系统的软件设计。     

影响共焦荧光扫描显微镜分辨率的因素

本文分析了影响共焦荧炮扫描显微镜的各种因素－－探测器小孔直径、杂散光、物镜孔径等，并以正在研制的一台共焦荧光扫描显微镜为例；讨论了如何抑制杂散光，在设计上保证系统高分辨率实现了方法。     

共聚焦激光诱导荧光检测系统的研究

应用共聚焦技术于激光诱导荧光检测分析,使用新型半导体泵浦固体激光器,构建了激光诱导荧光检测分析系统,利用LabVIEW开发软件处理信号,实现对不同浓度Rhodamine B和荧光素钠样品溶液的测试.结果表明荧光信号峰值明显,对Rhodamine B检出限达到10-9mol/L,溶液浓度与信号峰值呈良好的线性关系.     

激光扫描共聚焦技术在近红外荧光成像中的应用

为实现高信噪比(SNR)的深层生物组织成像,结合了激光扫描共聚焦成像技术和近红外(NIR)荧光成像技术,根据近红外荧光成像要求设计了一套激光扫描共聚焦近红外荧光成像实验系统,对注入近红外荧光染料LDS925小鼠的尾部成像后获得了小鼠尾部近红外荧光图像和近红外共聚焦荧光图像。实验结果表明小鼠尾部近红外共聚焦荧光图像信噪比显著优于小鼠尾部近红外荧光图像,采用均方差和峰谷(PV)值进行评估时,近红外荧光成像荧光信号强度分布的均方差值和PV值分别为864和102;共聚焦荧光成像的荧光信号强度分布的均方差值和PV值分别为1459和255;进一步表明激光扫描共聚焦成像技术在近红外荧光成像中应用是可行的,可以实现深层组织的高信噪比共聚焦成像。     

共焦激光扫描显微镜光学系统的信息量

用光学信息论本征理论讨论共焦激光扫描显微镜光学系统的成像关系，获得在理想成像及有像差时系统的光学信息量的表达式。     

基于PMT的激光共聚焦生物芯片微弱荧光检测

介绍了激光共聚焦扫描仪的成像原理以及PMT的特性和控制原理,在此基础上详细分析了FPGA通过DAC动态控制PMT增益的微弱荧光信号检测方法,以适应不同的荧光强度,FPGA同时控制16位高速AD转换,得到高精度图像数据。实验结果表明,系统具有高精度和高分辨率的特点,可探测到0.1个荧光分子/μm2。     

激光扫描共焦荧光显微系统研究

讨论了激光扫描共焦荧光显微系统的光学设计问题,成象机理,参数确定及其设计关键,介绍了高精度光学扫描器件的设计方法及实现荧光共焦成象中成象器件的优化设计.     

带有全息滤光片的激光共焦系统用于基因芯片的检测

提出了一个激光共焦扫描系统 ,对其应用于基因芯片的检测进行了实验研究。系统中用本实验室研制的全息滤光片代替通常所用的昂贵的窄带干涉滤光片和二色镜 ,检测得到的信号强度是背景信号的数十倍 ,是背景信号波动的数百倍 ,灵敏度达 2 .0× 10 - 2 2 mol/μm2 。通过扫描采样和图像重建 ,能给出荧光强度的二维图像信息 ,清晰地得出了芯片上的阳性导向点及一些阳性点。本文研究的结果表明 ,将全息滤光片应用于共焦系统对低密度芯片进行检测 ,是可以实现的     

长波红外连续变焦光学系统的设计

红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标的优点,在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察以及红外制导等方面。近年来,随着红外光学技术的长足发展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。针对320×256凝视型焦平面阵列探测器,设计了长波红外连续变焦光学系统。其工作波长范围为8～12μm,F数为2.5,变倍比为10:1。并用光学设计软件CODE V进行了仿真计算和像质评价,系统在空间频率16 lp/mm处,全焦距范围内调制传递函数在0.35以上,接近衍射极限。设计结果表明,长波连续变焦红外光学系统具有变倍比大、分辨率高、体积小、像质好等特点,可应用于众多光电探测领域。     

远距型红外消热差物镜设计

介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,将其与远距型物镜模型相结合,得到了光焦度分配方程组,再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合,获得初始的光焦度分配,然后利用计算机辅助设计进行像差校正。该方法准确、实用。作为应用实例,利用ZEMAX软件分别设计了中波红外和长波红外光学系统,它们的焦距均为100 mm,F数为2.0,远距比达到0.8。环境温度分析结果表明:在-40 ~60 ℃范围内,成像质量稳定,调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相吻合。     

共焦激光扫描显微镜的研制

利用共焦和扫描原理,研制出共焦激光扫描显微镜样机。     

激光扫描共焦荧光显微镜的电子控制系统研究

介绍了激光扫描共焦荧光显微镜的电子控制系统，为了提高激光扫描器的定位精度，在系统中提出采用基于闭环象素时钟发生器的检流计振镜所固有的扫描非线性失真补偿方案，减少输出图象的枕形畸变，实现行扫描空间位置的均匀性。在以细分梯形波电流驱动反应式步进电机情况下，根据实测θｉ曲线，用反插法求得与步进电机运行非均匀性相补偿的相电流波，从而获得在小电流情况下高角度均匀的步进电机细分运行特性。     

激光扫描共焦荧光显微镜的电子控制系统研究

介绍了激光扫描共焦荧光显微镜的电子控制系统,为了提高激光扫描器的定位精度,在系统中提出采用基于闭环象素时钟发生器的检流计振镜所固有的扫描非线性失真补偿方案,减少输出图象的枕形畸变,实现行扫描空间位置的均匀性。在以细分梯形波电流驱动反应式步进电机情况下,根据实测θ-i曲线,用反插法求得与步进电机运行非均匀性相补偿的相电流波,从而获得在小电流情况下高角度均匀的步进电机细分运行特性。     

激光扫描共聚焦显微镜的技术培训探索

仪器共享平台可为用户提供多种实验技术服务,是高校和科研院所必不可少的教学科研支撑部门。激光扫描共聚焦显微镜是生命科学研究中常用的大型精密光学仪器,具有使用频率高、功能多、操作复杂等特点。仪器共享平台结合激光扫描共聚焦显微镜的共享使用情况尝试多种相关人员培训方式,探索出一套适用于多用户的培训模式以供仪器共享平台工作人员参考。     

红外中波连续变焦光学系统的设计

设计了红外连续变焦光学系统,该系统具有镜片少、透过率高、连续变焦倍率大、波段广、相对孔径大等突出特点.二元面和非球面的引入,使系统在不同变焦结构时14 lp/mm处的MTF均大于0.6,很好地校正了系统的色差和轴外像差.该系统在仅使用4片镜片的情况下,实现了8倍连续变焦,系统透过率高于80%.结果表明该变焦系统具有良好的成像质量.     

一种适用于激光共焦扫描显微镜的体绘制

激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)主要运用于生物医学研究,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。主要研究了LCSM系统数据场的体绘制方法,根据其数据场特点,提出了最大值绘制算法。实验结果表明,此方法适用于LCSM系统,能够生成逼真的三维图形。