《數字相位共軛二次諧波顯微成像技術研究》是依託華南理工大學，由張航擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：數字相位共軛二次諧波顯微成像技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張航
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米顆粒標記的二次諧波顯微成像技術具有三維空間高解析度優點，已成為觀測生物組織和細胞生命過程的有力工具。在直接透過生物組織成像的過程中，散射成為限制提高二次諧波成像解析度和成像深度的主要因素。光學相位共軛過程具有對散射過程的時間反演性，並可以糾正二次諧波波陣面畸變。為此，本項目提出了一種數字相位共軛二次諧波顯微成像技術。該技術採用數字方式記錄和產生相位共軛波，進行二次諧波發射光源圖像重構，達到抑制生物組織散射目的，具有空間解析度高、成像深度深的優點。主要的研究內容包括：單納米顆粒二次諧波發射效率研究；利用超快光克爾門技術分別選通散射二次諧波中的彈道光與擴散光成分，研究不同散射光成分的重構圖像信噪比；搭建控制生物組織空間位置的微位移平台，模擬生物組織運動造成共軛二次諧波傳輸路徑的變化，研究系統的橫向動態成像範圍和縱向成像深度，探索該系統對活體生物組織顯微成像的適用性。
結題摘要
基於納米顆粒標記的相位共軛二次諧波顯微成像技術具有三維空間高解析度的有點，在生物成像領域有重要的套用前景。本項目開發了液相離子交換、飛秒雷射直寫誘導等技術，製備合成多種具有非中心對稱納米顆粒，並進行二次諧波發射特性研究。通過偏振依賴的二次諧波發射效率研究進行特定方位的二次諧波激勵，獲得較高效率的二次諧波發射方式。建立具有時間解析度達150 fs的超快光克爾門技術，從時間上區分納米顆粒發射二次諧波經散射體散射後的彈道光成分和擴散光成分。利用蒙特卡羅法模擬二次諧波穿透散射介質的橫向二維光場分布，從空間上表征彈道光成分和擴散光成分的傳輸特性。建立二次諧波相位共軛顯微成像系統，通過利用散射介質模擬生物組織，獲得納米顆粒的二次諧波共軛成像圖。利用數字編程的空間光調製器記錄二次諧波波前相位並共軛反射進入散射介質進行顯微成像，成功抑制散射引起的成像空間解析度下降問題，大大提高了成像信噪比。通過該項目的支持，我們研製多種具備高二次諧波發射效率的納米材料，並進行相位共軛二次諧波的成像研究，對未來生物活體的動態標記成像具有一定的指導意義。
