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使用跨颗粒波前显微镜
荧光显微镜是细胞生物学1 - 3中普遍存在的表征技术。活细胞的荧光标记不仅可以专门突出生物分子，细胞器或细胞室，还可以绘制物理化学量，例如离子浓度，动作电位，pH，pH，分子方向等。在过去的二十年中，荧光显微镜经历了深刻的改进，并开发了许多变体，从而在空间分辨率，速度，信号噪声比率，特异性，标记技术和3D成像方面推动了成像的极限。然而，荧光显微镜受到限制。它本质上仍然是侵入性的，因为它需要用分子染料或蛋白质4将样品标记。此外，由于荧光标签的光漂白和光吸毒性，无法任意长时间进行实时观察。最后，荧光分子并不总是忠实地标记它们应该的内容，而伪影有时会发生5。定量相显微镜（QPM）是另一个专门针对细胞生物学领域6、7的成像技术家族。与荧光显微镜不同，QPM技术不含标签且非特异性。它们仅对样品的折射率敏感。他们的主要好处是与明亮的场显微镜相比，提供更好的对比度。由于QPM不含标签，因此它们不会遭受与荧光显微镜相关的上述缺陷。但是，QPM本质上不是特定的。此外，生物学介质的折射率和质量密度之间存在的密切关系为QPM提供了QPM的独特能力，可以测量和映射培养物中细胞的质量，从而实现细胞生长的定量监测，以及在第8-11级的亚细胞级别的质量转运。尤其没有任何分子探针的光漂白，并且如果使用红色或红外照明，可以取消光毒性，以非侵入性的方式使图像获取为任意长时间的习得12。一个人无法选择细胞的功能来突出显示，尽管最近一些涉及机器学习的作品试图提高此限制13，14。荧光显微镜和QPM因此以互补方法的形式出现，并将它们结合起来提供多种好处。OPD图像显示的细节在荧光图像中无法看到，反之亦然。OPD揭示了细胞中的所有内容，尤其是细胞的部分未荧光标记的部分。例如，它可以清楚地突出片状膜，核，囊泡或线粒体。相反，荧光受特异性受益，因为它仅突出显示细胞中标记的物体，尤其是对比度太低的对象，无法在OPD图像上看到。然而，荧光显微镜和QPM很少相关。然而，将荧光显微镜与QPM技术偶联至少具有三个重要应用：（i）它将提供生物分子或细胞器的空间分布（例如微管，肌动蛋白，线粒体等）或物理化学参数与细胞的总体形态相关，并具有出色的对比度，包括细胞的微弱部分，例如层状脂肪膜。我们设想重要的应用，例如在细胞内贩运研究中；
使用定量波前显微镜
1。Barin-Le Guellec C，Lafay-Chebassier C，Ingrand I等。与含有氟脂膜的化学疗法方案相关的毒性：法国的现实生活评估。EUR J癌。 2020; 124：37-46。 doi：10.1016/j.ejca.2019.09.0282。VanKuilenburg ABP。 二氢嘧啶脱氢酶以及5-氟尿嘧啶的效率和毒性。 EUR J癌。 2004; 40（7）：939-950。 doi：10.1016/j.ejca.2003.12.004 3。 Etienne MC，Lagrange JL，Dassonville O等。 癌症患者中二氢吡啶二氢化胺的种群研究。 J Clin Oncol。 1994; 12（11）：2248-2253。 doi：10.1200/jco.1994.12.11.2248 4。 Mattison LK，Fourie J，Desmond RA，Modak A，Saif MW，Diasio RB。 与高加索人相比，非裔美国人二氢吡啶酶缺乏酶缺乏症的患病率增加。 Clin Cancer Res。 2006; 12（18）：5491-5495。 doi：10.1158/1078-0432.ccr- 06-0747 5。 有santé。 二氢嘧啶脱氢酶缺乏症测试，以防止与氟亚胺相关的严重毒性。 2018。https://www.has-sante.fr/jcms/c_2891090/en/screening-for-dihydropyrimidine-dehydredrogenate-debogenate-decorigation-to-decrase-the-the-the-the-the--------------卡皮替替滨 - 纳阿塔brief。 2022年9月20日访问。 6。 Meulendijks D，Henricks LM，Sonke GS等。 DPYD变体的临床相关性C.1679T> G，C.1236G> A/HAPB3和C.1601G> A作为严重氟吡啶相关毒性的预测因素：对个体患者数据的系统综述和荟萃分析。EUR J癌。2020; 124：37-46。 doi：10.1016/j.ejca.2019.09.0282。VanKuilenburg ABP。二氢嘧啶脱氢酶以及5-氟尿嘧啶的效率和毒性。EUR J癌。 2004; 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16（16）：1639-1650。 doi：10.1016/s1470-2045（15）00286-7
在傅立叶过滤波前传感，基本限制和定量比较中建模噪声传播
上下文。自适应光学器件（AO）是一种允许地面望远镜的角度分辨率的技术。波前传感器（WFS）是此类系统的关键组成部分之一，驱动基本的性能限制。目标。在本文中，我们专注于特定类别的WFS：傅立叶过滤波前传感器（FFWFSS）。此类以其极高的灵敏度而闻名。然而，缺乏任何类型的FFWF的清晰而全面的噪声传播模型。方法。考虑到读出的噪声和光子噪声，我们得出了一个简单而全面的模型，使我们能够了解这些噪声如何在线性框架中的相重建中传播。结果。这种新的噪声传播模型适用于任何类型的FFWF，它允许人们重新审视这些传感器的基本灵敏度极限。此外，还进行了广泛使用的FFWFSS之间的新比较。我们专注于使用的两个主要FFWFS类：Zernike WFS（ZWFS）和金字塔WFS（PWFS），从而带来了对其行为的新理解。
基于图像的波前校正使用无模型的增强学习
摘要：光学畸变阻止望远镜达到其理论衍射极限。一旦估计，这些畸变就可以通过在闭环中使用可变形的镜子进行补偿。焦平面波传感可以直接从科学传感器拍摄的图像中估算完整光路的畸变。但是，当前的局灶性平面波前传感方法依赖于物理模型的物理模型，这些模型可能会限制校正的整体性能。这项研究的目的是使用无模型的增强学习来开发一种数据驱动的方法，以自动执行对像差的估计和校正，仅使用围绕焦平面围绕焦平面作为输入而获得的相位多样性图像。我们在加强学习的框架内提出校正问题，并在模拟数据上培训代理。我们表明该方法能够可靠地学习各种现实条件的有效控制策略。我们的方法还证明了对广泛的噪声水平的鲁棒性。
使用瞳孔平面波前数据导出动态测距瑞利信标弗里德参数值的湍流剖面分析
摘要。大气湍流通常会阻碍远距离光学成像应用。湍流对成像系统的影响可以表现为图像模糊效应，通常通过系统中存在的相位失真来量化。模糊效应可以根据沿传播路径测量的大气光学湍流强度及其对成像系统内相位扰动统计的影响来理解。获取这些测量值的一种方法是使用动态范围的瑞利信标系统，该系统利用沿传播路径的战略性变化的信标范围，有效地获得影响光学成像系统的像差的估计值。我们开发了一种从动态范围的瑞利信标系统中提取断层扫描湍流强度估计值的方法，该系统使用 Shack - Hartmann 传感器作为相位测量装置。介绍了从快速序列中获得的战略性范围变化的信标测量中提取断层扫描信息的基础，以及典型湍流场景的建模示例。此外，处理算法还用于模拟孤立强湍流层的识别。我们介绍了所选处理算法的基础，并讨论了该算法作为大气湍流分析方法的实用性。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.OE.59.8.081807]
增强纳米对象表征的定量波前成像
HélénaAgnani，Guillaume Bachelot，Thibaut Eguether，Bettina Ribault，Jean Fiet等。类固醇生物化学与分子生物学杂志，2022，220，pp.106085。10.1016/j.jsbmb.2022.106085。hal-03972777
激光束在大气中传播的波前像差
用于定向能和自由空间光通信应用的激光束在通过大气传播时可能会因光学湍流而严重扭曲。这些扭曲主要源于大气边界层，该边界层通常延伸至约 2 公里高，包含大气质量的 75%。其影响包括光束偏移、光束增宽和辐照度波动。自适应光学技术的使用可以减轻湍流的影响，此类系统在天文应用中广为人知，但在定向能应用中的实现和性能仍然不太为人所知。任何自适应光学系统的目标都是通过使用波前传感器测量误差、计算适当的校正并将此校正应用于可变形镜来消除光路变化导致的光波前扭曲。为了满足时间带宽要求，该反馈回路每秒执行数百次。要确定自适应光学系统的特性，必须模拟大气湍流对波前的影响。激光系统性能的评估取决于传播预测代码中使用的大气模型的精度。经过几十年的研究，一些分析理论例如几何光学 1 、Rytov方法和马尔可夫近似 2-4 已经发展起来，用于计算激光束传播的特性。但这些方法在某些条件下是近似的，因此它们的适用性有限，并且闪烁统计数据的理论计算非常困难，特别是当强度波动变大时。因此，开发了数值方法来更真实地表示大气湍流对激光束传播的影响。这些方法被称为光束传播方法 5 。这些方法的其他名称是分步傅里叶技术 6 和随机相位屏方法 7,8 。这里我们介绍激光束传播代码 LAtmoSim，它使我们能够评估大气对激光束波前的影响，并通过使用上述方法确定 AO 系统的设计参数。在本文中，我们还介绍了预测大气湍流强度的工作成果。光学湍流强度的定量测量称为折射率结构参数 C n
在特殊点上的任意波前的连贯的完美吸收
连贯的完美吸收器利用光的干涉性质，将所有光场的入射能量沉积到原本弱吸收的样品中。这个概念的缺点是，相干吸收剂中必要的破坏性干扰很容易通过频谱或空间破坏传入的光场破坏。最近通过特殊点物理学和使用退化的腔体的见解克服了这两个局限性。在这里，我们展示了如何将这两个概念组合到新型的腔设计中，从而允许宽带特殊的点吸收任意波前。我们提出了这种大规模退化的特殊点吸收器的两个可能的实现，并将分析结果与数值模拟进行了比较。
引用：Li J，Lu XG，Li H等。用于任意Terahertz极化旋转和波前操纵的外星介电元脉冲。 OPTO-EL
介电性手性超脸是一种新型的平面和高效的手性光学设备，显示出强圆形二分法或光学活动，在光学传感和显示中具有重要的应用潜力。然而，传统手性跨面中的两种类型的手性光学反应通常是相互依存的，因为它们对正交圆形极化组件的幅度和阶段的调节是相关的，这限制了芯Riral Meta-devices的进一步进展。在这里，我们提出了一种新的方案，用于独立设计手性跨膜的圆形二色性和光学活性，以进一步控制传输波的极化和波前。受到手性分子异构体的混合物的启发，我们使用介电异构体谐振器形成“超级单元”，而不是Terahertz带中的手性反应，而不是单个元原子，这被称为Racemic Metasurface。通过在元原子和“超级单元”之间引入两个级别的pancharatnam-berry阶段，可以在没有远场圆形二科运动的情况下进行极化旋转角度和梁的波前。我们通过模拟和实验证明了该方案的Terahertz波的强大控制能力。此外，这种具有近场手性但没有远场圆形二分法的新型设备在光学传感和其他技术中也可能具有重要价值。
