Kexin Wang 1,2Wenhui Yu 1,2Junle Qu 1,2Changrui Liao 1,2[ ... ]Liwei Liu 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration (Shenzhen University), Shenzhen 518060, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Guangdong Province & Ministry of Education, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
Fluorescence lifetime imaging can reveal the high-resolution structure of various biophysical and chemical parameters in a microenvironment quantitatively. However, the depth of imaging is generally limited to hundreds of micrometers due to aberration and light scattering in biological tissues. This paper introduces an iterative multi-photon adaptive compensation technique (IMPACT) into a two-photon fluorescence lifetime microscopy system to successfully overcome aberrations and multiple scattering problems in deep tissues. It shows that 400 correction modes can be achieved within 5 min, which was mainly limited by the frame rate of a spatial light modulator. This system was used for high-resolution imaging of mice brain tissue and live zebrafish, further verifying its superior performance in imaging quality and photon accumulation speed.
adaptive optics iterative optimization two-photon fluorescence lifetime imaging microscopy wavefront correction 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041702
Yaqi Zhai 1,2Han Wen 1,2Haowei Chen 1,2,*Baole Lu 1,2,**Jintao Bai 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Energy Photon-Technology in Western China, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Institute of Photonics & Photon-Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China
2 Shaanxi Engineering Technology Research Center for Solid State Lasers and Application, Shaanxi Provincial Key Laboratory of Photo-electronic Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China
We demonstrate a stable narrow linewidth single-frequency erbium-doped fiber laser (EDFL) operating at 1.6 µm. A Fabry–Perot fiber Bragg grating and two cascaded subrings are incorporated in the main ring cavity to achieve single-frequency operation. The experimentally measured optical signal-to-noise ratio is greater than 73 dB. Furthermore, the linewidth of the EDFL is measured to be about 480 Hz by the self-built short-delayed self-heterodyne interferometry device. The laser shows superior stability, with no mode-hopping during the 60-min observation period. The proposed EDFL provides a new experimental idea for realizing a single-frequency fiber laser in the L-band.
erbium-doped fiber laser two cascaded subrings single frequency 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041406
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
This Letter proposes a high-security modulation scheme for optical transmission systems. By using multi-constellation shaping and asymmetric encryption, the information security can be enhanced and quantum computer cracking can be effectively resisted. Three-dimensional (3D) carrier-less amplitude phase modulation is utilized to superposition and transmit 3D signals. Experimental verification is conducted using a seven-core weakly coupled fiber platform. The results demonstrate that the proposed scheme can effectively protect the system from any illegal attacker.
multi-core transmission asymmetric encryption multi-constellation shaping 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040602
Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
2 Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
We propose a neural network equalization delta-sigma modulation (DSM) technique. After performing DSM on the multi-order quadrature amplitude modulation (QAM) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal at the transmitting end, neural network equalizer technology is used in the digital signal processing at receiving end. Applying this technology to a 4.6 km W-band millimeter wave system, it is possible to achieve a 1 Gbaud 8192-QAM OFDM signal transmission. The data rate reached 23.4 Gbit/s with the bit error rate at 3.8 × 10-2, lower than soft-decision forward-error correction threshold (4 × 10-2).
multi-order quadrature amplitude modulation W-band delta-sigma modulation neural network equalization nonlinear compensation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040601
作者单位
摘要
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 610000
中国激光
2024, 51(9): 0916001
作者单位
摘要
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心,高端生物医学成像重大科技基础设施,生物医学光子学教育部重点实验室,Britton Chance生物医学光子学研究中心,湖北 武汉 430074
2 天津市眼科医院,南开大学附属眼科医院,天津医科大学眼科临床学院,南开大学眼科学研究院,天津 300020
飞秒激光得益于其精准、微创等优势被广泛应用于屈光疾病的治疗。在飞秒激光屈光手术中,光学系统的数值孔径是影响手术效果的重要参数。本研究旨在探讨数值孔径对飞秒激光角膜基质切削质量的影响规律,以帮助临床医生更好地选择合适的手术参数。选用0.16、0.30、0.80三种数值孔径进行离体动物角膜的飞秒激光切削实验,并通过气泡尺寸与凋亡细胞比例评估激光切削质量与基质细胞损伤程度。实验结果显示:气泡体积随着数值孔径的增大而减小,高数值孔径下切割更易实现基质层的分离;上述三种数值孔径下的基质细胞损伤比例分别为9.4%、4.9%和1.0%,基质细胞的损伤比例随着数值孔径的增大而明显下降。因此,增大数值孔径有助于提高飞秒激光角膜基质切削的安全性。
激光技术 飞秒激光 角膜 数值孔径 气泡 细胞损伤 
中国激光
2024, 51(9): 0907019
作者单位
摘要
1 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
2 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心,浙江 嘉兴 324000
在光学相干层析血流造影(OCTA)系统的实际应用中,高质量数据的采集受到多种因素的干扰,如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元(GPU)的OCTA数据实时处理框架,使用C++和CUDA开发系统软件,实现了逆信噪比-复值退相关光学相干层析血流造影(ID-OCTA)的实时信号处理与图像显示,线处理速度达到了365 kHz。同时,通过闪烁光刺激诱发小鼠视网膜功能性充血实验,证明了本研究实现的OCTA投影图像实时显示功能有助于操作人员调节系统,监测受试对象的状态,从而提高数据采集成功率。
生物医学成像 光学相干层析血流造影 实时成像 功能性充血 
中国激光
2024, 51(9): 0907011
马海钢 1,3,*高思凡 1,2孙雨鑫 1,2邱海霞 4[ ... ]黄庆华 1,2,**
作者单位
摘要
1 西北工业大学深圳研究院,广东 深圳 518057
2 西北工业大学光电与智能研究院,陕西 西安 710072
3 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
4 解放军总医院第一医学中心激光医学科,北京 100853
皮肤疾病是一种较为常见的人类疾病,其检测与诊断十分重要。传统的检测方法因医师主观影响和皮肤创伤问题不利于对皮肤病作出准确高效的判断,故皮肤成像技术逐渐被用于辅助诊断。光声成像技术作为一种新兴的成像方式,结合了光学成像的高对比度和超声成像的深穿透优势,逐渐被人们所关注。本文针对光声皮肤成像技术进行了回顾与总结,按照成像方式对光声皮肤成像系统进行了分类与归纳,从重构算法提升角度总结了现有的性能提升方法与策略。此外,按照皮肤病类别探讨了当前光声皮肤成像技术的临床应用,验证了光声皮肤成像技术的发展前景与潜力。最后针对现有方法的缺点与限制,对未来光声皮肤成像技术的发展方向和关键环节进行了设想与讨论。
医用光学 生物医学成像 光声成像 皮肤成像 皮肤疾病 皮肤诊断 
中国激光
2024, 51(9): 0907005
作者单位
摘要
浙江大学生物医学工程与仪器科学学院,浙江 杭州 310027
乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核心局限。例如,传统的医学影像技术存在诊断特异性低、成像速度慢、使用电离辐射或注射造影剂等局限,仍存在重大临床诉求。光声成像作为一项新兴的医学影像技术,可以与传统技术形成优势互补,提供快速(如10~15 s完成全乳腺扫描)、高分辨率、信息丰富的医学影像。其光学对比度和声学分辨率使之具备揭示肿瘤微环境结构、功能、分子细节特征的能力。本文简述了光声成像的技术原理和主要设计形态,概述并评价了乳腺肿瘤筛查、诊断和治疗评估领域的代表性光声成像研究。最后讨论了光声成像在乳腺临床上的应用前景,其有望成为继钼靶、超声、核磁共振之后的“第四大”乳腺成像技术。
医用光学 光声成像 乳腺肿瘤微环境 乳腺癌筛查 早期精准诊断 新辅助化疗评估 肿瘤切缘检测 
中国激光
2024, 51(9): 0907003
作者单位
摘要
1 青岛理工大学山东增材制造工程技术研究中心,山东 青岛 266520
2 西北工业大学分析测试中心,陕西 西安 710072
3 西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西 西安 710072
4 沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁 沈阳 110136
研究了DD6镍基单晶高温合金在不同功率下重熔区内部杂晶的形成机制。碳化物的形成导致固液界面塌陷,进而诱导杂晶的形成;熔池顶部杂晶的产生主要与温度梯度、固液界面的迁移速率有关。激光功率升高导致温度梯度降低,进而诱导柱状晶向等轴晶转变(CET);转向枝晶交汇处杂晶的产生是由枝晶交汇处的温度梯度比其他地方小以及温度梯度方向改变引起的。热应力数值模拟结果表明:低激光功率下的热输入可以有效提高温度梯度并有效降低残余应力水平,有利于抑制单晶修复过程中杂晶的形成。该研究可为单晶修复过程中杂晶的抑制提供理论和实验支撑。
镍基单晶高温合金 杂晶 单晶修复 激光重熔 
中国激光
2024, 51(10): 1002320

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