Adaptive optics applied to coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy
Adaptive optics applied to coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy
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自适应光学应用于相干反斯托克斯拉曼散射显微镜
DOI：
10.1117/12.764445
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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Girkin J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Girkin J
我们报告了在相干反斯托克斯拉曼散射显微镜（CARS）中使用自适应光学器件来提高生物材料中光学穿透深度的图像亮度和质量。该技术的原理是对入射波前进行整形，以抵消由不完美的光学器件和样品折射率变化引起的像差。近年来，自适应光学已在多光子和共焦显微镜中得到应用。 CARS 显微镜被证明是一种强大的工具，可用于具有振动对比度的非侵入性、无标记生物医学成像。由于对比机制基于三阶非线性光学过程，因此非常容易受到像差的影响，因此 CARS 信号通常在组织中超过约 100 μm 深度时丢失。我们展示了自适应光学和 CARS 显微镜的结合，使用可变形膜镜进行深层组织成像。使用 CARS 强度作为品质因数的随机搜索优化算法确定了正确的镜子形状，以校正像差。我们重点介绍两种不同的实现方法，即使用查找表技术和执行原位优化。我们证明了琼脂糖/聚苯乙烯珠样品和白鸡肌肉的亮度和图像质量显着提高，使穿透深度超过 200 μm。
We report on the use of adaptive optics in coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy (CARS) to improve the image brightness and quality at increased optical penetration depths in biological material. The principle of the technique is to shape the incoming wavefront in such a way that it counteracts the aberrations introduced by imperfect optics and the varying refractive index of the sample. In recent years adaptive optics have been implemented in multiphoton and confocal microscopy. CARS microscopy is proving to be a powerful tool for non-invasive and label-free biomedical imaging with vibrational contrast. As the contrast mechanism is based on a 3rdorder non-linear optical process, it is highly susceptible to aberrations, thus CARS signals are commonly lost beyond the depth of ~100 μm in tissue. We demonstrate the combination of adaptive optics and CARS microscopy for deep-tissue imaging using a deformable membrane mirror. A random search optimization algorithm using the CARS intensity as the figure of merit determined the correct mirror-shape in order to correct for the aberrations. We highlight two different methods of implementation, using a look up table technique and by performing the optimizingin situ. We demonstrate a significant increase in brightness and image quality in an agarose/polystyrene-bead sample and white chicken muscle, pushing the penetration depth beyond 200 μm.
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DOI：
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发表时间：
2004-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Xiaolin Nan;Wei Yang;X. Xie
通讯作者：
Xiaolin Nan;Wei Yang;X. Xie
影响因子：
2.5
作者：
Wright, AJ;Burns, D;Girkin, JM
通讯作者：
Girkin, JM
影响因子：
3.8
作者：
Marsh, PN;Burns, D;Girkin, JM
通讯作者：
Girkin, JM
影响因子：
3.8
作者：
Wright, A. J.;Poland, S. P.;Xie, X. S.
通讯作者：
Xie, X. S.