研究背景荧光成像是一种利用荧光标记技术来观察和分析生物样本的技术，在生物医学研究和临床诊断中具有重要意义。荧光显微镜是荧光成像过程中不可或缺的工具，并不断向着对更大体积生物样本的高分辨率成像发展。但是，同时提高时空分辨率和实现对更大体积三维（3D）样本成像面临两个主要挑战：首先，光学相差的存在影响会大视场的分辨率；其次，对大体积样本成像需连续获取多个平面，导致成像速度很慢。随机照明显微镜（Random Illumination Microscope，简称RIM）的优点之一在于其对光学像差的不敏感性，能够实现比标准显微镜高约两倍的横向分辨率，同时在轴向上也提供了较强的层析能力。RIM能够在保持高时空分辨率的同时，对更厚的样本进行成像。扩展景深（Extended Depth of...
文章引用（点击阅读原文）：M. Marquez, G. Balistreri, R. Morandotti, L. Razzari, and J. Liang, “Metalens-Based Compressed Ultracompact Femtophotography: Analytical Modeling and Simulations”, Ultrafast Science 4, 0052 (2024). 图1.（A）压缩超紧凑飞秒摄影术 (CUF) 的原理。（B）超透镜设计中使用的圆柱形超原子的示意图。（C）使用CUF记录传播中的切伦科夫波（Cherenkov wave）的模拟仿真。...
9月13日，在顶刊Cell上，清华大学戴琼海和郭增才、吴嘉敏等合作发表了最新研究成果。该研究在前期多项成果的基础上，推出了最新一代的介观活体显微仪器-RUSH3D系统，该仪器不仅具有厘米级三维视场与亚细胞分辨率，还能够以高达20Hz的三维成像速度实现长达数十小时的连续低光毒性的观测，其各项数据均较目前市场上最先进的商业化荧光显微镜至少高一个数量级。该研究首次全景而动态的观测到哺乳动物器官尺度细胞精度的组织异质性等，可对大规模多样化细胞的完整动态生理与病理过程中进行研究。据了解，该成果具有完全自主知识产权且具有国际领先性能，其核心专利已成立科技公司进行了转化，已支撑清华大学及国内其他顶尖科研机构在生命科学等领域进行了前沿应用。...
群延迟色散（GDD）是指描述超快激光脉冲在各种光学介质中的时间分布变化的量。理解GDD对于理解超快激光脉冲如何被光学元件拉伸或压缩至关重要。GDD对电信和激光系统等应用具有重要意义，在这些应用中，精确的脉冲整形至关重要。白光干涉术（WLI）利用光波的干涉来提取关于所施加相位的信息，以找到不同光学元件的GDD。 群延迟色散 群延迟色散是在波及其传播研究中出现的一种光学特性，特别是在超快激光光学领域。为了理解GDD，让我们从基础开始。在物理学中，波可以用它们的振幅和频率来描述。就光波而言，不同的波长或颜色有不同的频率。然而，波也可以有不同的相位，这决定了波周期中一个特定点的位置。在测量或操纵GDD时，理解这些都很重要。...
近日，苏黎世联邦理工学院的研究人员开发出一种能够产生迄今为止最强超短激光脉冲的激光器。未来，这种高功率脉冲可用于精密测量和材料加工。 提到激光，人们通常会想到一束强烈聚焦的连续光束。实际上，产生这种光的激光器十分常见且实用。然而，在科学和工业领域，往往需要非常短而强的激光脉冲。这些脉冲可用于材料加工或产生高达 X 射线频率的高次谐波，从而使阿秒级（10-18 s）的超快过程得以观测。 由苏黎世联邦理工学院量子电子学研究所Ursula Keller教授领导的研究团队，创造了此类激光脉冲的新纪录：平均功率为550 W，比此前的最大值高出50%以上，成为迄今为止由激光振荡器产生的最强脉冲。同时，这些脉冲的持续时间极短，甚至不到1...
从显微镜到无人驾驶的各种领域中，通过散射介质的光学成像都是非常重要的。尽管在过去十年中，先进的波前整形技术，已经提供了一些突破，但是当前的技术，仍然需要已知的导星guide star和高分辨率空间光调制器，或非常大量的测量，并且在校正视场方面，也受到了限制。 今日，以色列 希伯来大学（The Hebrew University of Jerusalem）Omri Haim, Jeremy Boger-Lombard，Ori Katz，在Nature Photonics上发文，报道了一种无导星的非侵入式方法，仅使用25个非相干复合的、全息测量的、在未知随机照明时，获得的散射光场，就可校正超过190,000个散射模式。...
1、研究背景 由于阿秒光脉冲具有极窄的脉冲宽度、高的光子能量和很好的相干性，为人们提供了前所未有的可深入到原子内部对其电子动力学行为进行测量的新工具。2023年诺贝尔物理学奖授予了Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L’Huillier三位物理学家，以表彰他们为研究物质中电子动力学而产生阿秒光脉冲实验方法的开创性贡献。 正是由于阿秒脉冲光源及其应用的重要意义，多个国家都投入了大量的人力和经费开展相关研究，欧洲很快就成立了阿秒联盟、马克斯普朗克阿秒科学中心等组织。欧盟也早在2006年就开启了极端光学基础设施（ELI）的论证，其中就有选址匈牙利以阿秒脉冲为主线的ELI-ALPS（attosecond light physical...
由亚波长纳米结构组成的超构表面作为一种新兴的颠覆性技术，能够对相位、振幅值、偏振和色散等光场特性进行独立调控，这对于波前调控元件、集成成像系统、可穿戴光电设备来说都具有重要的意义。超构表面能够以光速对输入波信号进行复杂的模拟计算，为超薄、超快、高通量和高集成度的低功耗光学成像平台的构建提供了一种全新的方案。...
本文由论文作者团队投稿 导读 病理诊断是疾病诊断的金标准。随着精准医疗对诊断病理学需求的日益增长，以及人工智能辅助病理诊断等新技术的快速发展，传统诊断病理学正在向“下一代诊断病理学”迈进，旨在通过技术创新推动病理诊断的转型升级。 多光子显微技术（Multiphoton Microscopy，MPM），利用光与生物组织相互作用产生的非线性光学效应，实现对多种人体病理组织的高分辨无标记成像，展现出巨大的医学价值。人工智能赋能的多光子显微技术进一步提高了病理诊断的准确性和效率。因此，多光子智能病理诊断技术应运而生，有望成为“下一代诊断病理学”的重要组成部分，为病理诊断提供多维度、智能化、无标记的辅助手段。...
根据最新一期《光学》杂志上发表的一项研究（文章标题《Ultrafast 550-W average-power thin-disk laser oscillator》），瑞士苏黎世联邦理工学院科学家研制出一款新型激光振荡器，其产生的激光在平均功率和强度方面，均创造了此类激光脉冲新纪录。其平均功率高达550瓦，超出此前纪录50%以上。 此次激光脉冲的持续时间不足1皮秒，且能以每秒500万个脉冲的超高速度，有序从激光器中射出。这些超强且“寿命”超短的激光脉冲可用于材料加工、眼科手术、精密测量等诸多领域，也有望催生更精确的原子钟。...
双锥对撞聚变点火方案 众所周知，可控热核聚变是解决目前能源危机最有效、最清洁、最安全的途径。自20世纪激光诞生后，利用激光驱动的惯性约束聚变就成为实现可控核聚变的主要途径之一。历经多年的研究和发展，各国科学家提出并实践了各种点火方案。但截止目前，高增益的聚变点火仍未实现。 我国张杰院士及其团队提出的双锥对撞点火方案（Double-cone ignition...
激光加工通常可以分为宏加工和微加工。超快激光是微加工中的一个重要利器，近年来，其身影正逐渐渗透到人们的视野中，并成为诸多领域的重要工具，如医学、科研、远程通讯、半导体检验以及材料加工。随着逐渐扩大的应用范围和逐渐下降的价格，超快激光规模化应用开始在精密加工制造领域爆发，主要应用领域集中在脆性材料加工，诸如手机LCD屏异形切割、手机摄像头蓝宝石盖板切割、手机摄像头玻璃盖板切割，特殊材料标记、防伪炫彩打标、可追溯玻璃隐形二维码打标，热敏感薄膜材料加工、高性能FPC切割、OLED材料切割打孔，太阳电池加工等。 快速增长的 国内市场...
说到激光，人们通常会联想到一束高度集中的连续光束，实际上产生这种光的激光器非常常见，也非常有用。然而，科学和工业往往也需要非常短而强的激光脉冲。这些脉冲可用于加工材料或产生高达 X 射线的高谐波频率，这有助于在阿秒范围内看到极快的过程。 整个系统的概览：图片中央为激光器，前景为反射和重定向激光束的透镜和反射镜。图片来源：Moritz Seidel / ETH Zürich。 由量子电子学研究所教授 Ursula Keller 领导的苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）研究团队现在已经创下了此类激光脉冲的新纪录：平均功率为 550W ，比之前的最大值高出 50%...
阿秒激光大科学装置，将于松山湖开工建设 近日，广东省人民政府发布通告：拟于东莞松山湖科学城建设的先进阿秒激光设施正式获得国家发改委概算批复，项目即将开工建设。这意味着继中国散裂中子源之后，又一国家重大科技基础设施即将在东莞落地。据悉，该先进阿秒激光设施建成后，将成为亚洲首个、世界第二个阿秒激光大科学装置。 （图片来源：科技日报） 来源： http://www.gd.gov.cn/gdywdt/dsdt/content/post_4502594.html 国内首次实现点亮集成到硅基芯片内部的激光光源...
近日，空间激光通信领域知名科创企业「极光星通」宣布完成数亿元 A+ 轮融资。本轮融资由复容资本、长江资本、雅榕资本、创业黑马、光谷产投、普华资本、融道资本、华真资本、雅瑞资本联合投资。资金将主要用于产品研发、生产制造、设备采购和运营成本等。 来源：天眼查 关于「极光星通」 截至9月30日，极光星通旗下激光通信试验星座“极光星座01星（复旦信息星）、02星（上海电机学院一号）”已完成全天候＞24 h激光通信稳定建链通信，在轨累计通信时长超过200 h。...
背景介绍 上期介绍了共聚焦显微镜的技术原理，按照工作模式可以分为传统单光子共聚焦，双光子共聚焦，多光子共聚焦，本期来聊聊不同类型共焦显微镜的具体工作机理。 生物荧光染色 在生物化学领域，不同的生物分子或基团（如对DNA，蛋白质，脂类，糖类等）具有不同的吸收/辐射峰，用不同的波长照射，通过这些分子和基团对光的标记作用，就可以定性或定量分析生物组织特定化学物质的含量。荧光染色也是共聚焦显微镜的基本工作模式。 荧光是分子吸收具有跃迁偶极矩的波长的能量时产生的光辐射效应。提供给基态分子的激发能将光子提升到激发单重态，然后它们衰减到该激发单重态的最低能级。该能量进一步弛豫回到分子的基态，在此过程中发射光子产生荧光，如下图所示。...
Photonics Research 2024年第7期推荐文章： Yanbo Jin, Linpeng Lu, Shun Zhou, Jie Zhou, Yao Fan, Chao Zuo, "Neural-field-assisted transport-of-intensity phase microscopy: partially coherent quantitative phase imaging under unknown defocus distance," Photonics Res. 12, 1494 (2024) 无标记显微：定量相位成像 近年来，定量相位成像（Quantitative Phase...
陈颖，李艳莉，冯邱锴，李浩然，严钰，施可彬 澄观光学科技（南通）有限公司 传统三维超分辨显微镜发展出现瓶颈 超分辨率显微镜的高速发展为生物学家观察亚细胞水平上的动态生命过程提供了前所未有的工具。然而，现有超分辨显微技术的时空分辨率、光毒性以及成像维度之间相互制约，从而限制了这些技术在活细胞成像中的应用。 其中，以高空间分辨率与高时间分辨率之间的矛盾最为明显，主要原因是更高的空间分辨率往往会消耗更多的光子数，而更多的光子数一方面需要耗费更长的积分时间，另一方面会导致更严重的光毒性。因此，光激活定位显微镜（Photoactivated Localization Microscopy,PALM）/ 随机光学重建显微法（stochastic 0ptical...
假期结束了，大家国庆节都去哪里放松了？这次我去了海南，发现国庆节的三亚游客真不多，超级热门的蜈支洲岛潜水也不怎么需要排队。 这次三亚行，我先是被航空公司背刺（直接损失小5000元），后是酒店大降价（10月6日很多五星级酒店600元就可以入住），景点游客稀稀拉拉，整体的旅游体验还是非常不错的，不过确实处处能感受到消费降级和大环境的萧条。 相比于线下消费的冷清，线上这几天大家讨论最多的，是股市。 作者微信号【leart2022】，介绍请点击《一封来自科学仪器老兵的自白书》。 中国股市火到了什么程度呢？...
近期，在国产大型工业软件生态建设大会上，来自中国航天科技集团、中国航空工业集团、中国船舶集团、中国兵器装备集团、中国航空发动机集团等军工单位的20余家研究院所，均在会上指出了国外工业软件的应用问题，并发布了对国产工业软件的相关需求。 下文，我们从将几个典型的问题和需求中总结：军工单位对国外软件的共性问题和担忧、军工单位对国产工业软件的共性需求，以及国产软件发展的现状和挑战。 共性问题： 军工单位对国外研发设计软件使用担忧 中国航空工业集团某研究所相关负责人指出了研发设计工业软件的四个现状： 1.重大装备的研制中广泛应用结构分析软件，其中90%以上仍依赖进口； 2.国内结构分析软件整体对外依存度高，受制于人的状况严重；...
