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利用超薄短多模光纤探针进行全场光学相干显微术的活体大鼠脑成像
摘要： 我们展示了一种使用超薄前向成像短多模光纤（SMMF）探针的全场光学相干显微镜（OCM）技术。该探针纤芯直径50微米、外径125微米、长度7.4毫米，是光通信中常用的典型渐变折射率多模光纤。实测轴向和横向分辨率分别为2.14微米和2.3微米。将SMMF插入活体大鼠大脑皮层4毫米深度后，在距光纤端面147微米范围内以47微米视场进行扫描，获得了约20至90微米深度范围的三维（3D）OCM图像?；谌枷裰厍衅男翁畔⒓癘CM图像信号积分与插入长度的依赖关系，成功呈现了所获取的神经纤维三维结构信息。
关键词： 医学光学仪器、全场光学相干显微术、内窥镜成像、光纤成像
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于多模干涉和图像分接的光纤矢量弯曲传感器
摘要： 演示了一种无光栅光纤矢量弯曲传感器，该传感器采用标准单模光纤与多模光纤熔接形成多模干涉器件。多模光纤末端的环形光强分布会随光纤弯曲产生矢量变化。无需进行综合成像处理分析，只需通过熔接于多模光纤另一端的七芯光纤引出图像信号，再经商用扇出器件将七芯光纤分别引导至七根单模光纤。通过比较七个输出端接收的相对光强，即可确定弯曲半径及其方向。实验表明：当1.2厘米长的多模光纤在X方向（弯曲角度0.382°）产生10微米微小弯曲位移时，选定输出端C4与C7之间会出现4.6分贝的显著功率失衡；而在Y方向相同位移下，前述C4与C7输出端的功率比保持恒定，但另一对输出端C3与C4间的失衡显著增至7.0分贝。
关键词： 光纤传感器、弯曲传感器、多模干涉、光纤成像
更新于2025-09-23 15:22:29
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提高高密度光纤束核心数量和面积的方法
摘要： 当前制造方法限制了核心数量和光纤束面积的增加。本文提出并实验研究了一种通过熔接多个小型子束来提高高密度光纤束核心数量及可用成像区域的方法。研究重点在于能否消除或减少圆柱形子束间无核心进行空间图像采样的死区空间。我们制备了小尺寸熔接光纤束样品，通过光学显微镜和扫描电子显微镜表征其死区缩减效果及界面附近的光损耗。实验表明，以三角形排列熔接三个等尺寸子束可使死区面积减少30%，同时保持该区域70%以上传输核心的导光能力。我们还评估了可见光谱不同波长下熔接界面附近核心的光损耗，并探究了核心支持传播模式的模型，将此类损耗归因于熔接界面附近核心偏心度的增加。
关键词： 光纤成像、多芯光纤、线偏振模、光纤制备与设计
更新于2025-09-23 15:19:57
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光学编码与压缩感知的超快成像技术
摘要： 序列时间编码放大显微技术（STEAM）是一种新兴技术，能够以GHz级扫描速率捕捉超快现象。高成像速度与高空间分辨率之间的权衡仍是难题——最大扫描速率受限于数字化仪的采样率及光纤中的时间色散（为避免数据混叠）。本文在压缩感知框架下采用最先进的优化算法解决这些限制，并基于我们提出的实验装置建立数据采集模型（综合考虑激光光谱特性、编码掩模图案、光纤色散及系统光学噪声等单个光学元件的影响）。我们为STEAM成像系统引入两种方法：带总变分正则化的交替方向乘子法（ADMM-TV）和离散小波硬阈值法（DWT-Hrd）。结果表明，在保持结构相似性指数测量（SSIM）高图像重建质量的前提下，相比传统1GHz显微成像系统可实现10GHz扫描速率。数据显示两种优化算法中，ADMM-TV的SSIM测量值比DWT-Hrd高出20%。最后证实当掩模透光率达到70-80%时，可获得最佳重建质量。
关键词： 优化算法、光纤成像、压缩感知、光学编码
更新于2025-09-09 09:28:46