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一种提高两光子血管成像速度的深度学习方法
摘要：在临床前模型中跟踪神经血管疾病进展的潜在方法是多光子荧光显微镜（MPM），它可以用毛细血管级别的分辨率对脑脉管系统进行成像。但是，获得具有传统点扫描MPM的高质量的三维图像是耗时的，并且限制了用于慢性研究的样本量。在这里，我们提出了一种基于卷积神经网络（PSSR RES-U-NET结构）算法，用于快速对低分辨率或稀疏采样图像进行快速升级，并将其与无分段的无分段矢量化过程相结合，用于3D重建和血管网络结构的统计分析。这样做，我们还证明了半合成训练数据的使用可以取代获得低分辨率和高分辨率训练对而不损害矢量化结果的昂贵且艰巨的过程，从而为收集培训数据的其他MPM任务带来了这些方法的可能性。我们将方法应用于来自小鼠模型的大量视野的图像，并表明我们的方法在成像深度，疾病状态和神经血管内的其他差异中概括了。我们验证的模型和轻量级体系结构可用于将MPM成像时间最多减少四倍，而无需对基础硬件进行任何更改，从而可以在各种设置中可部署性。
在颗粒上打印：将两光子纳米印刷和毛细管组合组合以制造多材料微结构
在研究应用程序方面，3D打印为实现具有高结构控制的材料提供了许多有趣的途径。此外，对微型制造的需求不断增加，并且希望在（子）微米尺度上构造材料的愿望驱动了微型和纳米印刷技术的发展。在其中，两光子聚合（2pp）3D打印是一种直接激光写作（DLW）技术，可在100 nm范围内提供精美的空间分辨率。[7]然而，这种微型的作用是以减少可打印材料的选择为代价，通常是少数有机墨水和photosistists。[8-11]尽管取得了巨大进展，但仍有重大挑战。在特定的情况下，在单个微观印刷过程中，多种和不同材料（例如有机和无机材料）的整合和精确地点目前难以捉摸；一些示例包括通过沉积和/或电镀过程在光震抗菌中的纳米颗粒分散。[8,12,13]但是，这些方法不能对不同材料的定位进行微米空间控制，而这些材料的定位只有有限的可能选择范围。尽管如此，无机和有机，硬和软组件，动态和静态材料的组合将使许多新的研究方向（例如，将其用于超材料）。相反，具有预先微观结构控制的复杂2D和3D材料是粒子合成和组装领域的大量努力的核心。[14]此外，例如，对于微型机器人来说，设备的微型化可能要求印刷结构的不同部分执行不同的功能，例如驱动，传感或结合，因为它在较大的尺度上可以使用，或者可以简单地将多个功能组合在单个设备中。胶体合成路线提供了大量不同材料的颗粒，具有精致的形状和功能。然而，由于需要以非常微妙和精确的方式控制相互作用的必要性，因此它们在大规模结构中提出了问题，并且仅在少数情况下才能实现成功。[15,16]此外，
用两光子全息光遗传学探测神经代码
光遗传学在神经科学家如何询问大脑功能方面涉及一场革命。由于技术局限性，大多数光遗传学研究采用了低空间分辨率激活方案，从而限制了可以进行的扰动类型。然而，更精细的空间尺度上的神经活动操作对于更充分理解神经计算可能很重要。在空间上精确的多光子全息光遗传学有望应对这一挑战，并打开许多以前无法实现的新型实验。更具体地说，通过提供在功能定义的神经元合奏中重现极其特定的神经活动模式的能力，多光全息光遗传学可以使神经科学家能够揭示神经代码的基本方面，以实现感觉，认知和超越已达到的行为。本综述总结了多变量全息光遗传学的最新进展，这些遗传学大大扩展了其能力，突出了出色的技术挑战，并概述了可以执行的实验类别以测试和验证脑功能的关键理论模型。多光子全息光遗传学可以通过帮助结束实验性和理论神经科学之间的循环，从而显着加速神经科学发现的速度，从而导致对神经系统功能和障碍的基本新见解。
在硅CCD摄像机中的两光子成像的空间变窄
I. i ntroduction t wo-photon吸收（TPA）成像吸引了许多学科的许多兴趣，例如生物学，医学，材料和纳米技术[1] - [4]。tpa固有地是一个非线性过程，其中通过同时吸收两个光子来实现从基态到激发态的转变。这启用了独特的微观技术，即两光子荧光显微镜[1]，可以在复杂的生物样本中进行更深入的渗透和更好的三维分辨率[5]。最近，TPA的非线性响应探索了半导体中的非线性响应，尤其是在光dectortor中[6] - [8]。与晶体中的其他光学非线性过程不同，例如第二次谐波，KERR效应，半导体中的TPA可以在时间门控中超快[7]，对时间相变化和极化不敏感[9]，为成像目的提供了独特的机会[9]。例如，已经证明类似于光学相干断层扫描（OCT）配置的TPA成像[10]对时间和空间湍流不敏感[9]，该[9]可用于通过不透明的散射介质进行成像[11]。超过三维中级成像[12]，可以使用非排效的TPA获得，其不冷的GAN光电二极管具有与传统的液态硝基冷却的HGCDTE（MCT）检测器相当的效率[8] [8]，在其中扩展了Nondegenerate TPA，可以扩展到探测范围，并延伸到辅助范围中。超过三维中级成像[12]，可以使用非排效的TPA获得，其不冷的GAN光电二极管具有与传统的液态硝基冷却的HGCDTE（MCT）检测器相当的效率[8] [8]，在其中扩展了Nondegenerate TPA，可以扩展到探测范围，并延伸到辅助范围中。
使用声流的各向异性复合材料的两光子聚合
在这项工作中，开发了声流辅助的两光子聚合过程（TPP），用于制造各向异性粒子聚合物复合材料。声场（AF）辅助的液滴中纳米颗粒的恒定微孔缩放（也称为声流（AS））导致纳米颗粒在TPP打印的凹槽表面中捕获纳米颗粒。声音电压对流速和粒子捕获效率的影响是建模和表征的。使用的最佳输入电压用于在TPP过程中生成适当的声流以在聚合物凹槽内捕获颗粒，以在逐层的方式中产生三维（3D）各向异性粒子聚合物复合材料。实验结果验证了拟议的制造方法的可行性。2021制造工程师协会（SME）。由Elsevier Ltd.发布的所有权利保留。
Dada，A。C.，Kaniewski，J.，Gawith，C.，Lavery，M.，Hadfield，R.H.，Faccio，D。和Clerici，M。（2021）近距离最大的两光子纠缠opti
纠缠仍然是基于通信和信息处理协议（例如量子密钥分布（QKD）[1-3]，超密集编码[4]和状态传送[5]的许多新兴量子技术的关键要素。迄今为止，基于引导波和自由空间传输的可见和电信波长的启用这些协议的主力是光源[6]。近年来，卫星到地面链接已成为长距离QKD的最有前途的选择[7-12]。卫星到地面QKD的挑战是在日光下的可操作性有限，因为电信和可见频带的背景过多[13]。因此，迄今为止，大多数示例都依赖于夜间操作，只有少数例外[14]。此外，在日光下，基于纠缠或与设备无关的方法仍有待证明。设备独立的实现是指关于QKD设备的工作方式或它们基于哪种量子系统的方式的假设[15，16]。此外，基于卫星的推动通信网络正在导致QKD的范式转移到与设备无关的实现，这些实现必须同时支持FILBRE和自由空间光学链接。2至2.5 µm光谱区域正迅速成为高度有希望的光学电信带，比传统的电信C波段（1550 nm）具有显着优势，这对于在此波段带中的量子源和测量能力至关重要。例如，已经证明2- µm条带在中空核心光子带隙（HCF）[17]中具有最小的损失，这是由于其超低的非纤维性而导致的一种新兴传输 - 纤维替代方案，并且提供了最低的可用延伸度。使用HCFS [18]证明了2- µm区域中2.5 dB/km的损失[18]，其范围可进一步减少，超过0.14 dB/km>的最小衰减效果。
纳米复合材料的两光子聚合用于制造透明熔融二氧化硅玻璃微结构
F. Kotz博士，P。Risch，D。Helmer博士，B。E。Rapp Glassomer Georges-georges-köhler-Allee-Allee 103，79110弗里布尔格，德国，德国电子邮件：Frederik.kotz.kotz.kotz.kotz@glassomer.com工程（IMTEK）弗莱堡大学79110德国弗里堡电子邮件：frederik.kotz@imtek.de F. Kotz博士F. Kotz博士，D。Helmer博士，D。Helmer博士，B。E。Rapp Freiburg材料研究中心（FMF）Freiburg 79104 Freiburg，Dermany freiburg，德国弗里伯格大学Hermann-Von-Helmholtz-Platz 6，76344 Eggenstein-Leopoldshafen，德国
![与三个传入波混合的三波混合：信号式的相干衰减和增强参数放大器的增强
了解开发过程中大脑健康的社会决定因素
Robert Kasumba -CDN
将光与核自旋气体耦合，其两光子线宽为五millihertz
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保护和... -CDN 的量子微波工程
b"10 By contrast, from expressions (10) and (11), the distribution of the markup conditional on the lowest cost is Pr[ C (2) /C (1) \xe2\x89\xa4 m | C (1) = c 1 ] = 1 \xe2\x88\x92 exp \xe2\x88\x92 ( m 1 /\xce\xb8 \ XE2 \ x88 \ x92 1）\ xce \ xa6 c \ xce \ xb8 1。在单元持续货物上的技术异质性的指定\ XAC \ XAC \ x81cation，此后广泛使用了这种方法。”
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与三个传入波混合的三波混合：信号式的相干衰减和增强参数放大器的增强 了解开发过程中大脑健康的社会决定因素 Robert Kasumba -CDN 将光与核自旋气体耦合，其两光子线宽为五millihertz aurosilane -siau4 -cdn 捕获并逆转量子跳跃中部 - cdn 草稿研讨会议程 - CDN 门泄漏电流和时间依赖于商业1.2 KV 4H-SIC功率MOSFET的电介质分解测量 保护和... -CDN 的量子微波工程 b"10 By contrast, from expressions (10) and (11), the distribution of the markup conditional on the lowest cost is Pr[ C (2) /C (1) \xe2\x89\xa4 m | C (1) = c 1 ] = 1 \xe2\x88\x92 exp \xe2\x88\x92 ( m 1 /\xce\xb8 \ XE2 \ x88 \ x92 1）\ xce \ xa6 c \ xce \ xb8 1。在单元持续货物上的技术异质性的指定\ XAC \ XAC \ x81cation，此后广泛使用了这种方法。” sic 中NV中心的射频信号的量子传感 b''
基于三波混合的参数放大器是电磁信号处理的基本过程[1]，无论是在光学和微波频域中。最近，随着量子信息科学的出现，三波混合为单个光子水平[2，3]的测量提供了一个基本的构建块，在此至关重要的是，非线性混合过程纯粹是消除的。一类重要的参数放大器利用三波混合来通过向下转换较高的频率泵场的转换来扩大传入的信号场。放大过程涉及在角频率下传入的泵photon！p以频率分为传出的信号和怠速光子！s和！i，在哪里进行。p¼！sÞ！i。自非线性光学元件早期以来，就已经知道了经典级别的三波混合过程原则上是可逆的和相位敏感的。在三波混合的情况下，这是最容易看到的，这是通过制作不耗尽的泵近似，从而导致信号和惰轮的线性两端口散射矩阵。通常仅在信号端口的输入中运行非排定副标，从而导致相位呈现相位的放大器，并带有功率增益，G 0。However the S matrix has two eigenvectors corresponding to inputs on both signal and idler port, with reciprocal eigenvalues given approximately by 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , 1 = 2 ffiffiffiffiffiffi G 0 p , the former corresponding to coherent amplifica- tion of signal and idler with power gain 4 G 0 , and the latter to coherent attenuation (CA).在CA中，信号和惰轮都用正确的相对相施加，并且它们连贯地组合到泵频率，从而导致功率衰减1 = 4 g 0;这是相干扩增的时间转换过程。直到最近，还没有几乎无损的微波放大器，可以通过此简单的矩阵来很好地建模。但是，我们在这里使用的约瑟夫森参数转换器（JPC）几乎是无损的，并且性能限制了量子[5，6]。连贯的衰减和扩增
激光量热测量两光子吸收
激光量热计是一种广泛用于测量可用激光源的波长的小线性吸收的设备。这样的仪器可以使用1-W激光测量少于10 5中的一部分。1量热计测量由于LL过程所引起的总吸收，包括两光子吸收的强度依赖性现象（TPA）。因此，本文描述的实验技术是基于对激光强度的函数的总吸收的测量。CDTE和CDSE中总吸收的量热测量作为1。06-J.LM激光强度用于获得这些材料的线性和TPA系数。可以通过使用一个简单的模型来理解结果，用于衰减，距离有距离的距离，并通过正确考虑样本中的多种反射。
将光与核自旋气体耦合，其两光子线宽为五millihertz
已被利用以在化合物中提出四分和高配位，例如[C（AUPR 3）4]和[C（AUPR 3）5] +。[13–17]在此表明，单个金原子也可以表现出类似于氢原子的化学。我们报告了实验和理论证据，表明一系列的Si -Au簇[Siau n]（n = 2-4）在结构和电子上与SIH n相似。相应[siau n]阴离子的光电光谱（PES）表明，[siau 4]的较大能隙为2.4 eV，因此表明非常稳定的分子。从头算计算表明，[Siau 4]具有理想的四面体结构，而[siau n]中化学键的性质具有与Sih n中的一对一的对应关系。甲硅烷的化学稳定性[siau 4]表明它可以合成为孤立化合物。目前的发现也与了解技术重要的硅及其界面中的化学相互作用有关。通过混合Au – Si靶的激光蒸气产生硅簇，并通过PES研究了它们的电子结构（请参阅实验部分）。图1显示了两个不同的