声光偏转器（AODF）在高速荧光成像中的关键作用：FIRE技术简介在上一篇文章中（），我们学习了发表在Science上的“High-Speed Fluorescence Image-Enabled Cell Sorting”，其中通过AODF实现了一种基于高速荧光成像的细胞分选技术。而这份速度是由FIRE高速荧光成像系统带来的，即使用射频标记发射的荧光成像系统。最初是由来自加州大学洛杉矶分校的Eric D. Diebold, Brandon W. Buckley等四位科学家于2013年发表于Nature Photonics的“Digitally synthesized beat frequency multiplexing for sub-millisecond fluorescence microscopy”这篇论文中提及。 FIRE技术（fluorescence imaging using radiofrequency-tagged emission）是将一种射频通信的方法应用于高速荧光显微镜，同时结合了PMT的灵敏度和速度优势，并利用频域信号复用、射频频谱数字合成以及数字锁相放大，实现了千赫兹帧率的荧光成像，解决了EMCCD或者sCMOS用于流式细胞术速度不足的问题。而FIRE的核心特征在于样品上每个单独点均能够以不同射频激发荧光。在两束移频激光之间干涉所产生的拍频处，数字合成的射频“标记”了荧光发射的各个像素点。这和无线通信系统中的频率多路复用类似，FIRE图像的一行内的每个像素点都被分配了自己的射频。单元光电探测器同时检测多个像素的荧光，并从探测器输出的频率分量中重新构建图像（运用数字域的并行锁相放大来分辨）。样品中每个点能以不同的射频来激发荧光的秘诀在于其中的马赫-曾德尔干涉仪（MZI），并使用声光器件来执行拍频激发多路复用。如上图a所示，MZI一路的光通过声光偏转器（AODF）产生频移（带宽为100MHz），由射频频率梳驱动，相位经过设计以最小化峰值-平均功率比。AODF产生多个偏转光（+1级衍射光），包含一系列的偏转角度和频率偏移。MZI干涉仪第二路光通过声光移频器（AOFS），该移频器由单个射频频率驱动，提供本振（LO）光束。使用柱面透镜来匹配LO光束与射频梳光束的发散角。在MZI干涉仪输出的位置，两束光通过分束器合并聚焦到样品的一条水平线上，将频率偏移映射到空间。 荧光在由干涉仪两路的差频所定义的各个拍频下被激发。样品中的荧光发射由共聚焦配置的PMT检测，并且通过狭缝来排除平面外的荧光发射。共振扫描振镜（RS）在横向上进行高速扫描，即可以二维成像。考虑到荧光团的有限频率响应，选择LO光束的频移将拍频激发频谱外差到基带，以最大限度利用调制带宽。这是必要的，因为AOD通常在升频的次倍频通带上工作，以避免谐波干扰。用于驱动AOD的射频频率梳的直接数字合成（DDS）定义了每个像素的激发，而这是通过特定的射频和相位决定的，从而导致射频频率梳与检测信号之间的相位相干性。而这种相位相干性可以使用相敏数字锁相放大器的并行阵列使得图像多路分解，这可以在Matlab中实现。FIRE的并行读出将导致最大像素速率等于AODF的带宽。图2显示了FIRE显微镜的典型输出。检测到的时域信号(图2a)是来自一排像素的射频标记发射的傅里叶叠加。使用短时傅里叶变换计算的时间分辨频谱(图2b)揭示了样本在水平行内位置相关的频率成分。而样本的垂直位置是从2.2KHz共振扫描镜的参考输出中恢复出来的，最终形成了二维的图像（图2c）。 在这里AOD有三项指标至关重要，可分辨点数（扫描角度），功率平坦化，扫描速度。AOD的带宽越大，自然扫描的角度也越大，可分辨的点数也越多。扫描时间意味着不同频率间切换的时间，自然也和成像的速度息息相关。而功率平坦化是AOD晶体和驱动器共同优化的结果，为了在扫描的带宽内获得近似的衍射效率，不会使得扫描获得的线性激光阵列中间亮两边暗，提供均匀的激发光。 G&H声光偏转器（AOD）可以提供适用于不同波长的型号，在不超过几度的范围内，分辨出成百上千个点，扫描时间可以快至几微秒。G&H为AOD提供光束的精确空间控制，无论是执行1D或2D扫描还是执行固定角度的光束偏转。我们的声光偏转器可在整个扫描角度上提供高度均匀的衍射效率，并为材料处理和数字成像等扫描应用提供一致的功率通过量。如果您对于AODF或其他声光设备有兴趣，请访问上海昊量光电的官方网页：欢迎继续关注上海昊量光电的各大媒体平台，我们将不定期推出各种产品介绍与技术新闻。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
深入浅出带你了解磁共振成像（MRI）基本原理一、 当我们去医院做核磁共振检查时是如何给大脑照相的呢？照相的原理又是什么？ 人的大脑可以说是世界上最为精妙复杂的系统，从生理上来说，脑的功能是控制身体的其他器官，可以说所有的行为都因它而起，所有的感悟也都由它而生。对于这么复杂而又精细的系统，从古至今人类从未放弃探索。 研究脑最古老的方法是神经解剖学。神经生理学家研究脑的化学、药理学和电性质，认知神经科学研究大脑的运作如何执行心理或认知功能。我们姑且将其统称为脑科学，即研究脑的结构和功能的科学。 脑科学研究方法除了常规的认知行为研究之外，还有利用脑功能成像设备的研究方法，最常见的有磁共振成像技术（MRI）、脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）等。今天我们就来聊聊磁共振成像技术（MRI）的基本原理。图1. 图片来源于网络 磁共振成像技术原本称为核磁共振成像。很多人听到“核磁”，第一反应是这个对人体有害吗，因为名称中不是有“核”吗。其实，此处的”核“指”原子核“确实不假，但磁共振成像只与原子核的磁场相关，与原子核聚变、裂变等的能量放射并无关系。因此，磁共振成像其实是利用人体组织中某种原子核的核磁共振现象，将所得射频信号经过计算机处理，重构出人体某一层面的图像的诊断技术。 一、 “核”和“磁” 我们先来说说这个“核”。人体是由原子构成的，原子由电子和原子核组成，原子核包括质子和中子。原子核像地球一样可以围绕着中轴进行自我旋转，并且人体中水分含量最多，因此大脑中的H质子会自旋。通常情况下，每个质子自旋均会产生一个小的磁场，但呈随机无序排列，各方向的磁性相互抵消，因此人体整体不表现磁性。 但当一个人进入核磁共振扫描机器里，这些质子就处在了扫描机所产生的强磁场中。这些H原子仍按自己的频率震动，但方向为与外界磁场保持一致，整体上会表现出磁性。这就好比学校做广播体操，同学们一开始是随机排列的，但是一旦听到广播体操声响起，同学们都会自觉的排列整齐，朝同一个方向齐刷刷站好。此时，质子兼顾自旋和指向磁场方向或反方向的两种运动，综合起来看就类似于小时候玩的陀螺，称之为进动。 因此，磁共振成像系统中很重要的一个组成部分就是磁体系统，它的主要作用是提供一个稳定的、均匀的空间磁场环境。根据磁场强度的大小，可以把磁共振设备分为低场、中场、高场及超高场。磁场的单位是特斯拉（Tesla），是以一位传奇的物理学家尼古拉·特斯拉的名字命名的。 磁场强度小于0.5T的磁共振设备被叫做低场磁共振磁场强度大于0.5T小于1.0T的磁共振设备叫做中场磁共振磁场强度大于1.0T小于2.0T的磁共振就是高场磁共振磁场强度大于2.0T的磁共振是超高场磁共振，包括临床和科研常用的3.0T和7.0T 三、“共振” 前面我们提到，在外加磁场后，体内的质子进动而产生磁矢量。平衡状态下，大部分的质子方向和外加磁场方向一致（即纵向磁化），而由于相位不同，宏观上只有纵向磁化产生，而无横向磁化产生。但由于和外加磁场方向一致不能被直接测量，我们如果想要获得这个信号，就需要扰乱它。 这就提到磁共振系统第二个重要组成部分——射频系统，它的主要作用是发射能够激发成像区域的射频脉冲。当我们加入的射频脉冲的频率和质子进动频率一致时，就会发生能量的传递，低能的质子获得能量进入高能的状态，这便是核磁共振。 加入了射频脉冲之后，产生的第一个影响是能量的传递，获得能量的质子会从低能级（磁场方向指向上）跃迁至高能状态（磁场方向指向下），纵向磁场强度随之不断减小。第二个影响是由于频率一致，所有吸收能量的质子会相互吸引靠拢，产生相同的相位，横向磁场强度随之不断增大。 四．“成像”那么，射频脉冲关闭后发生了什么呢？当射频脉冲消失后，这些共振的H原子会慢慢恢复到原来的方向和幅度，这个过程称之为“弛豫”。 弛豫分为横向弛豫和纵向弛豫。横向弛豫也称T2弛豫，即横向磁化逐渐减少的过程，横向磁化从最大值减少了63%所花费的时间为T2；纵向弛豫也称为T1弛豫，即纵向磁化逐渐恢复的过程，纵向磁化恢复到平衡状态强度的63%所需的时间为T1。弛豫时间与质子密度有关，不同组织的T1和T2值有很大的差异。 简单来说，在恢复的过程中，被激发的质子释放的能量，即磁共振信号被计算机所接收。对于T1像，计算机接收的是从0到63%的信号，时间越长，信号越弱。而T2像是从100%到37%的信号，所以时间越长，信号越强。 最终按照强度转换为黑白灰阶，从而画出人体图像。信号越强，图像越亮；信号越弱，图像越暗。比如，大家可以记住水为长T1长T2，脂肪为短T1短T2，如下图所示。T1像中的脑脊液为黑色，而T2像中脑脊液为白色。通常，T1观察解剖结构较好，T2观察组织病变较好。五．Metrolab 核磁共振（MRI）磁场相机MFC2046 当我们了解清楚核磁共振的原理之后，才会发现要搭建一套医院的核磁共振检测设备是需要很高精度的检测仪器辅助检测的，昊量光电全新推出的Metrolab 核磁共振（MRI）磁场相机MFC2046就是专门为了医疗、科研等高精度设备检测提供了一种最优的解决方案！Metrolab 的 NMR（质子核磁共振） 磁场相机于 25 年前推出，加快了磁共振成像（MRI）磁体的磁场测绘。它们将采集时间从几小时缩短到几分钟，将定位误差减小到几分之一毫米，并使人为误差和漂移误差变得微不足道。Metrolab 核磁共振成像（MRI）磁场相机MFC2046基于脉冲 NMR 技术，是精密测试仪核磁共振三轴高斯计PT2026 的延伸。新一代磁场相机MFC2046相比上一款MFC3045可提供更多方案：测量范围更广，频率可达 1.1 GHz 或 30 T多种探头阵列几何形状可供选择，用于绘制 DSV 为 100 mm至 600mm的 MRI 磁体或孔径小至 20 mm的 NMR 光谱磁体的图谱一个测头阵列上蕞多可安装 255 个测头更高的灵活性：一台仪器可进行多点测绘和单点测量高效的工作流程：核磁共振成像探头阵列可包括一个宽范围探头，用于进行磁场扫描标准 USB 和以太网接口用户友好型软件：任务驱动，实时数据采集参考文献：《磁共振成像临床应用入门》靳二虎 蒋涛 张辉Grover, V. P., Tognarelli, J. M., Crossey, M. M., Cox, I. J., Taylor-Robinson, S. D., & McPhail, M. J. (2015). Magnetic Resonance Imaging: Principles and Techniques: Lessons for Clinicians. Journal of clinical and experimental hepatology, 5(3), 246–255.关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
Micro - x独特的金刚石阳极-------加快成像在进入今天的帖子讨论Micro - x独特的金刚石阳极以及它如何加快成像应用程序之前，这里有一些背景阅读:本文中我们跟踪了x射线从管内生成到x射线探测器单个像素上的检测路径。我们讨论了x射线到达探测器的概率，我们了解到如果你增加x射线的生成能量，那么你就减少了拍摄x射线图像所需的时间。那么，如果您想将图像采集时间减半该怎么办呢?应该就像打开电源一样简单，对吧?和所有x光的问题一样，答案是肯定的，但是……，我们从下面几个方向入手讨论一下这个问题。 功率载荷 在这种情况下，“但是”是对目标造成伤害的能量加载。光斑尺寸越小，功率在目标磁盘内的集中程度越高。如果你曾经在夏天玩过放大镜，你就会熟悉这个概念。放大镜将均匀分布在玻璃直径上的太阳光线聚焦，当与地面保持适当距离时，将这些光线聚焦到一个非常小而明亮的焦点上。那些均匀分布在放大镜直径上的光线，在大约半小时后可能会造成轻微的晒伤，而当这些光线集中在一个小焦点上时，现在有可能在几秒钟内引发火灾并融化蜡笔。你可以调整放大镜的焦点光斑，通过改变几何光学(在空间中上下移动放大镜)来产生一个非常小而明亮的光斑，或者更小而不那么明亮的光斑类似地，电子束中的能量通过静电光学被集中到x射线管阳极的焦点上。电子束的功率以W表示，焦点光斑的尺寸以微米表示。我们可以将两者分开得到功率负载因子，以瓦特/微米(W/μm)表示。这可以被认为是斑点的“亮度”。如果增加光束功率但保持光斑大小不变，则亮度增加。同样，如果减小光斑尺寸但保持功率不变，也会增加亮度。那么，为什么不制造一个无限小的点，用你的探测器所能承受的最大功率呢? 目标材料选择无损目标(左)和凹痕目标(右)的x射线点可视化 根据靶材的特性，靶面在失效前可以承受或多或少的功率。当目标失效或出现点蚀时，光斑的强度会损坏目标材料，并在目标盘上烧出一个洞，一直烧到阳极基板上，这将使光斑中的通量强度降低到其值的一小部分。上面的图像显示了一个未损坏的目标和一个凹痕目标在相同的尺度上——注意，在未损坏目标的光斑中心的光斑强度实际上超过了探测器的16k计数，而凹痕目标的最大强度低于6k计数。这是因为中心最亮的点已经烧穿了目标圆盘，不再产生x射线。回想一下我们的放大镜例子，同样大小的焦点在放大镜下可以烧伤皮肤，导致纸张燃烧，但绝对不会对混凝土造成损害。区别不在于聚焦光斑的功率，而在于聚焦光斑所聚焦的材料的耐用性。不同的x射线靶材料都有不同的性质。钨(W)是一个常见的x射线目标，因为它不仅产生干净的轫致辐射剖面，而且它碰巧是一种具有高熔点的相当耐用的金属。相反，金(Au)在某些XRF应用中产生非常有用的峰值，但它是一种软金属，相对较暗的焦点(即低功率负载)会对目标材料造成损害，导致如此低的可实现计数率，以至于在除最专业的应用之外的所有应用中都抵消了它的好处。 因为W是成像应用中常见的目标材料选择，所以我们将重点关注W目标源。标准W靶x射线W/μm时，该光斑产生的功率过大，目标无法处理，目标磁盘将被损坏，有时在几秒钟内就会损坏。Micro - X-Ray开发了一种独特的目标材料结构，使用金刚石衬底将热量从斑点转移到阳极，比标准目标结构更有效。这使得我们的功率负载比非金刚石支持的目标增加50%，允许1.5W/μm的功率负载数。更高的功率负载支持更快的图像 这一切意味着什么?如果我们还记得第一部分，你接触到的光子越多，你得到图像的速度就越快。例如，如果你需要1000万个光子来撞击你的探测器，你可以通过增加50%的功率来提高50%的速度。有了我们的菱形目标，你就可以做到这一点，并更快地积累你的1000万个计数，以提高你的线速度。 或者，如果您在流程中有固定的时间来拍摄图像，该怎么办?我们的钻石靶也可以提供帮助，通过让您减少焦点光斑尺寸，同时保持功率一致。这将在您定义的处理时间内产生更高分辨率的图像。微x射线金刚石阳极产品我们的Microbox集成x射线源和我们的Seeray水冷x射线管都包含我们独特的钨/金刚石阳极技术。Microbox操作范围，最大功率就Microbox而言，这使我们能够以业界领先的1.5W/μm功率负载运行，从而实现比竞争对手更快、更清晰的图像。无论您是对在给定光斑尺寸下最大化功率感兴趣，还是对在给定曝光时间内最大化分辨率感兴趣，Microbox的1.5W/μm功率负载将为您提供与市场上任何其他Microfocus源相比可测量的改进。就Seeray而言，我们的金刚石阳极技术与独特的直接水冷阳极相结合。这允许与Microbox源相同的1.5W/μm功率负载，而直接阳极冷却允许光束功率达到100W或更高。直接阳极冷却还可以实现超快的光束稳定时间，使其成为x射线光学耦合和单晶XRD的理想射线管。欢迎随时联系我们沟通射线源的应用，我们会帮助您权衡技术参数，并考虑各种应用限制，为您选择合适的源。今天就联系我们，谈谈我们的金刚石阳极技术如何用于优化您的x射线应用!关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
使用349NX激光器进行SiC的拉曼光谱和光致发光实验介绍来自Linköping University的Ivan Ivanov教授团队利用Skylark的349NX激光器成功替代了实验室中的陈旧氩离子气体激光器，在4H-SiC和6H-SiC材料的光致发光以及拉曼光谱实验中获得了清晰的结果。349NX具有无干扰信号、线宽窄、能效高、尺寸小、维护成本低、使用寿命长等特点，为实验提供了准确性与灵活性。正文近日，来自Linköping University的Ivan Ivanov教授团队利用Skylark的349NX激光器成功替代了实验室中的陈旧氩离子气体激光器，在4H-SiC和6H-SiC材料的光致发光以及拉曼光谱实验中获得了清晰的结果。英国Skylark公司致力于单频激光器的研发，而这次实验室采购的型号349NX拥有349nm的激光波长和100mw的输出功率。Ivanov教授解释，他们采购这款激光器是为了替代实验室中使用的陈旧氩离子激光器，因为后者已经无法满足目前实验的功率要求。该激光器的引入将为团队在SiC材料的带隙激发方面提供更为可靠和高效的工具。此外，349nm激光（3.55 eV）也被证明是替代351nm氩离子激光器的理想选择。虽然单频激光器在光致发光方面并非必需，但在拉曼光谱的研究中，其极窄的线宽或成为至关重要的因素。Ivanov教授解释，拉曼光谱需要激发激光的线 ，而这款349NX激光器的指定线 ，这大大满足了实验的要求。同时，由于激光的相干长度超过了100米，这台激光器也在其他应用领域表现出色。该团队还强调了349NX与传统气体激光器相比的几个优势。首先，349NX激光器的发射在光谱上非常纯净，仅在激光线附近可能存在微弱的扰动。相比之下，气体激光器的发射包含多个等离子体线，这些线可能会淹没被测光谱，从而影响实验结果。其次，该激光器的工作效率远高于气体激光器，将激光输出的光功率与输入的电功率相除，349NX的表现更为出色。这也使得实验的设计更加紧凑，冷却要求更为宽松，提高了设备的便携性。最后，Ivanov教授指出，激光器的稳定性和均方根参数与气体激光器相当，但激光器的使用寿命更长，维护成本更低。对比而言，气体激光器在发生故障时往往需要更换昂贵的激光管，而激光器只需更换泵浦二极管或倍频晶体，维修成本也更为低廉。 实验数据Ivan Ivanov教授进行的首次测试是使用349nm激光束替换自制微型拉曼系统中的532nm激光束。虽然分束器等光学元件将物镜入瞳处的光功率降低至图1 使用349NX激光器获得的4H-SiC和6H-SiC的拉曼光谱 因为实验使用的二向色镜对拉曼光谱测量来说并不是最适宜的，所以低于~520 cm-1的光谱线被削减。然而，通过使用适应于349nm的光学系统，利用349NX所进行的微型拉曼测量是完全可行的。这需要一个调整后的光学装置来适配349nm波长。使用配备GaAs光电倍增管和光栅的双单色仪重复4H-SiC和6H-SiC上的拉曼光谱测量，得到的光谱如图2所示。除了该系统提供的更高分辨率之外，使用349NX的实验还具有其他优点。例如不需要对激光线进行过滤，因此整个激光功率可用于激发光谱，并且实验设置比使用滤光单色仪更简单、更灵活。图2 使用双单色仪获得的4H-SiC和6H-SiC的拉曼光谱正如预期的那样，在>
155 cm-1区域的光谱没有伪影。然而，在-1的区域，可以看到一些微弱的谱线。这些谱线不是源自样品，而是由激光引起的，用星号标记。这些谱线的强度随着与特征距离偏移的距离缩短而增强。然而，在低于~150 cm-1的范围内，这些伪影的强度比气体激光器激光线附近的等离子线也要低得多。教授利用一块4H-SiC样品测得了一个光谱，如图3所示。正如前面提到的，349NX激光器不需要滤光，这极大地简化了实验设置，其得到的光谱也没有激光产生的伪影，只包含样品中有用的线，这是激光纯净性的结果。相比之下，未经过滤的氩离子激光器在351nm处会产生大量等离子体线H-SiC在AB线 nm）的光致发光谱。 Skylark 349 NX激光器易于使用，启动时间与氩离子激光器相当，激光束的形状也近似呈高斯分布，是一种出色的拉曼光谱与光致发光激发光源。其与氩激光器相比仍然具有一些优势。349NX光谱纯净，不像氩离子激光器那样存在杂散光谱，无需额外的滤光单色仪。激光器的功率预计在寿命内能保持恒定，小巧轻便，可以在实验室之间轻松携带，为实验提供了额外的灵活性。除此之外，Skylark也推出了320nm窄线宽紫外连续激光器，输出功率可达200 mW，线 m。上海昊量光电可为您提供专业的选型以及技术服务。对于任何产品有兴趣或者有任何问题，都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
声光偏转器（AODF）在高速细胞分选中的关键作用：ICS技术简介快速和选择性地分离具有独特空间和形态特征的单细胞仍然是一个技术挑战。来自Science的这篇文章建立了一种基于高速成像的细胞分选（ICS）技术，借助声光偏转器调制产生的光斑线性阵列和信号分析系统来高速探测细胞的空间特征，使流式细胞术更上一层楼。自从流式细胞术被发明的50多年来，用其进行细胞分选一直是生物学家最有效的工具之一。让研究人员得以从复杂的混合物中分离出感兴趣的细胞，而这一过程对于了解细胞的功能至关重要。这项技术的大规模升级，要归功于海德堡EMBL和BD Biosciences的研究人员提出的一种高速成像的细胞分选技术（ICS），发表于Science，题为“High speed fluorescence image-enabled cell sorting”，并且该研究荣登为VOLUME 375ISSUE 6578的封面故事。Science对封面的描述如下：表达荧光标记蛋白（绿色）的靶细胞被蓝色激光照亮，并从一个旋转的细胞池中选出。新的细胞分选技术结合了流式细胞术的通量和定量能力，还包括多色荧光显微镜的空间分辨率等优势，使得每秒分离高达15,000个具有复杂表型的细胞成为可能。相较于传统流式细胞术只能凭借简单的特性（例如蛋白质表达水平）来分离细胞，新型高通量ICS技术让研究人员可以捕捉和分析高分辨率的细胞快速连拍，从而能够根据图像数据中的特征（如蛋白质和生物标记物在细胞中的定位位置）来分离细胞，并增加了多色荧光显微成像的功能。这些特征提供了细胞内部运作的丰富信息，而这是先前的流式细胞仪无法观察到的。数据采集、图像重建、图像分析和分选的整个过程在几微秒内完成，使 ICS 能够以高达每秒 15,000 个细胞的速度进行工作。在本研究中，ICS结合了以下三种技术（i）使用射频标记发射的荧光成像（FIRE）系统，这是一种快速荧光成像技术（ii）传统的基于石英杯的液滴分选器（iii）新型低延迟信号处理和分析电子装置。为了在1.1m/s的高速流动的细胞中实现无模糊成像，ICS中FIRE技术至关重要，在核心液流中产生横跨60mm的104个激光光束阵列，而这正是声光偏转器（AOD）的优势所在。在图左侧的Mach-Zehnder干涉仪（MZI）中，可以看到在分束器（BS）分成的两路上，都采用了AOD (Gooch & Housego, Inc.)，其中一路由120MHz到200MHz等间隔的多个射频信号进行调制，将单个488nm的连续光分割成104个小光束组成的线性阵列，具有不同的频率和出射（偏转）角度，这里的每束光最终代表了生成图像中单个水平像素。而另一路通过AOD(Gooch & Housego, Inc.)产生一个本地振荡光束，移频了200MHz。两路光束的模式匹配，最终在50/50分束器中进行合束，并聚焦在细胞流上。该激发系统所产生的线性阵列激光，每个束光都有一个独特的拍频调制（f1,f2,f3...fn），由合束前本地振荡光束频率和各自的光束频率之间的差异产生。如此一来，当细胞通过流式细胞仪的光学探测区域时，阵列中每个光束都会激发出带有特定频率的荧光以及散射光信号。当这些光束被PMT探测到时，每个频率的小光束都携带着细胞内部空间以及位置信息，因此生成的波形图通过傅里叶变化算法可以复原空间信息，从而解构原先细胞的二维图像。昊量光电可以提供G&H多种标准AODF产品，波长区域从紫外到中红外均有，并且有配套的驱动器，满足您一维以及二维扫描的各种运用。对于ICS，G&H的4200-1是您的理想声光偏转器的选择。适用于405-488nm的可见蓝紫光，并具有100MHz的射频频率工作带宽。为了更好的理解FIRE这项创新技术，我们不妨寻根究底，在下期看看发表在Nature Photonics上最早提出FIRE (fluorescence imaging using radiofrequencytagged emission)显微技术的这篇文章：FIRE Digitally synthesized beat frequency multiplexing for sub-millisecond fluorescence microscopy。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
如何搭建简易1GHz低噪声光频梳系统介绍利用OCTave Photonics光频梳偏频锁定模块(COSMO)来检测Menhir Photonics 1550 nm 1GHz飞秒激光器的载波包膜偏移频率(fceo)，可以在激光脉冲能量小于140 pJ(平均功率ceo的精确控制，信噪比>
35dB，以更低的尺寸、重量和功率要求实现了zui先jin的性能,该系统可以作为一种简单的1 GHz的超低噪声光学频率梳解决方案。正文光频梳就是利用锁模激光产生超短光脉冲，特色是相邻脉冲波时间间隔一模一样。光频梳就像是一把拥有精密刻度的尺或定时器，只不过一般的仪器以毫米、毫秒为单位，而光频梳在长度的测量上精确胜过纳米，时间则胜过飞秒、甚至达到阿秒。光学频率梳因其具有高精度、高灵敏度、高分辨率的特性，为光学原子钟、精密光谱测量、阿秒科学等领域提供了一种可靠的光波-微波转换工具。飞秒光梳本质上是一组特殊的飞秒脉冲光，它在时域上是一系列时间宽度在飞秒级别的超短脉冲，在频域上是一系列间隔相等、位置固定、具有极宽光谱范围的单色谱线。飞秒光梳实现了其频率覆盖范围内所有波长的直接锁定并溯源至微波频率基准，建立起了光波频率和微波频率的直接联系。基于飞秒锁模激光器，目前一般可以通过锁定其重复频率(frep)和载波包络偏移频率(fceo)来使得光梳梳齿稳定。虽然工作频率接近100 MHz重复频率的光频梳正在成为一种成熟的技术，但重复频率为GHz的梳子仍然存在着大量挑战。首先，传统的激光器架构很难构建低噪声且重复频率>
0.5 GHz的谐振结构。然而近期，Menhir Photonics提出其MENHIR-1550飞秒激光器可以作为飞秒脉冲光梳的稳定光源模块。其可以在100 MHz至5 GHz的重复频率下产生超低噪声的锁模脉冲，且生成的每一根频率梳线 μW。根据其实验室所提供的资料，利用该激光器所形成的光梳可以做到线 频率梳线示意图其次，锁定fceo的f-2f自参考过程通常要求激光拥有至少1 nJ的脉冲能量(即frep频率= 1 GHz时，平均功率>
1 W)，这样才能方便与干涉仪进行高精度对准。而zui近，Octave Photonics与Vescent Photonics合作，开发了一项新的整合与封装技术。利用该项技术，光频梳偏频锁定模块(COSMO)为检测激光频率梳的载波包络偏频提供了一种紧凑的单箱解决方案。COSMO模块利用纳米光子波导技术将光限制在~ 1 μm的模式直径。借助强烈的非线性光学效应，使得COSMO模块允许以小于200 pJ (即frep频率=1 GHz时，平均功率ceo。zui后，由于1 GHz重复频率的频率梳的fceo可以从DC变化至500 MHz，因此为激光提供快速反馈所需的电子设备并非微不足道。新的Vescent Photonics SLICE偏移锁相(SLICE-OPL)盒提供了一种直接的反馈解决方案，可在高达10 GHz的频率下反馈稳定fceo。图2 1 GHz 1550 nm简易光频梳系统搭建Menhir Photonics、Octave Photonics和Vescent Photonics的这三种突破性技术结合在一起，便简单形成了一个1 Ghz低噪声飞秒激光频率梳系统。在这个系统中，完全稳定的激光频率梳可以在几分钟而不是几天内构建出来。各个光学模块间由保偏光纤相互连接，以简化组装难度并减少热漂移。我们将放大器输出连接到COSMO模块，并调整放大器以提供zui强的fceo信号。在300 kHz分辨率带宽下，fceo的信噪比约为36 dB，在100 kHz分辨率带宽下，信噪比约为42 dB(图3)。这样的信噪比数据对于fceo所需的精确可靠的锁定来说绰绰有余。然后，我们将fceo电信号连接到Vescent SLICE-OPL并开始反馈控制，这使得我们能够将fceo锁定到任意RF频率(图3，右侧蓝色曲线)。当我们增加反馈的增益时，我们看到fceo的中心变窄，“相干尖峰”出现在中心(图3，右侧橙色曲线)。这表明我们实现了fceo的精确锁相。在fceo锁中观察到的环内剩余相位噪声如图4所示，证实了对频率低于40 khz的相位噪声有很强的抑制作用。图3 使用COSMO单元检测载波包络偏移频率fceo峰值图4 锁定fceo的环内相位噪声利用Menhir Photonics的MENHIR-1550激光器，Octave Photonics的光频梳偏频锁定模块(COSMO)和Vescent Photonics的SLICE-OPL锁相反馈模块，可以轻松构建简易的超低噪音光学频率梳系统。这一实验也表明目前这些模块化的专业产品能够以更低的尺寸、重量和功率要求实现zui先jin的性能。上海昊量光电作为国内专业的光电设备代理商，针对光频梳、微腔光频梳、fceo测量模块、锁相环、高重频脉冲振荡器等各类光电设备都可以提供选型及各项技术服务关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
高精度纳米级压电位移平台“PIEZOCONCEPT”！--半导体界后摩尔时代的手术刀。第三代半导体是后摩尔时代实现芯片性能突破的核心技术之一，优越性能和广泛的下游应用使相关厂商存在良好发展前景。随着下游终端需求改善，下游结构升级及国产替代是半导体界发展的趋势。然而运动控制核心部件对于众多产业布局，往往起到了关键性作用；高精度纳米级压电位移平台，仍然是众多企业亟不可待的关键产品。昊量光电推出“PIEZOCONCEPT”公司高精度纳米级压电位移平台系列产品，它的产品犹如一把手术刀，具备精确、锋利、专业、值得信任的特点；它代表着高精度、高稳定性、高响应速度、高抗疲劳性。下面对“PIEZOCONCEPT”产品进行详细的介绍：1.PIEZOCONCEPT单轴位移平台PIEZOCONCEPT单轴位移平台产品是可以在单个维度上提供精确定位的产品，主要包含X轴压电平台、Z轴压电平台、物镜扫描台、快速反射镜。X轴产品图片Z轴产品图片一维扫描平台一维快反镜2.PIEZOCONCEPT两轴位移平台两轴压电平台可以提供两个维度上的平移或偏转，主要包括XY二维压电纳米位移台和二维快反镜。XY轴压电平台二维快反镜3.PIEZOCONCEPT三轴位移平台XYZ轴压电平台4. PIEZOCONCEPT位移特优势昊量光电推出“PIEZOCONCEPT”高精度单轴、双轴、三轴纳米级压电位移台、物镜扫描台、快反镜系列产品；该压电平台以压电陶瓷为驱动，采用了柔性铰链连接的方法，具备精确导向性、高稳定性、高抗疲劳性的特点，同时搭配高精度硅基位移传感器、16Bit高分辨率高速控制器，具有高响应速度，亚纳米级的分辨率，超低底噪（10-50pm）和超高线%），广泛应用于高精密位移领域，包括但不局限于半导体领域。功能的独特优势包括：亚微米级别的重复定位精度稳定性远远优于同类产品0-1500微米级的移动范围传统压电位移台的特点PIEZOCONCEPT压电位移台的优势-分辨率的局限高分辨率：0.005nm/urad（Max）-有限的运动轨迹范围，平均0-300um移动范围0-1500um移动范围-较低线性度超高线%）-位移传感器存在差异（以电容传感器为主），铰链存在无效运动采用高精度硅基位移传感器与柔性铰链具备高可靠、长寿命 -较高的底噪 超低底噪（10-50pm） -速度的局限 超高速：谐振频率7000Hz（Max）5.PIEZOCONCEPT使用什么类型的传感器？为什么它优于其他传感器技术？PIEZOCONCEPT使用单晶硅传感器，称为硅基位移传感器。尽管它是应变传感器大家族的一部分，但它优于其他两种常用传感器（电容式传感器和金属应变传感器）。这两种传感器与PIEZOCONCEPT单晶硅传感器相比都有明显的缺点。电容式传感器与PIEZOCONCEPT硅基位移传感器相比，对以下方面很敏感：气压变化：空气的介电常数取决于气压。测量将受到任何压力变化的影响。温度变化：空气的介电常数也会随温度变化。污染物的存在。以上所有这些都会导致纳米级的一些不稳定性，即使可以对空气压力和温度进行校正，也不可能校正其它因素（污染物、排气）的影响。这解释了电容式传感器在真空环境中性能不佳的原因。此外，电容传感器非常昂贵和笨重。硅HR传感器技术是一种固态技术，它的电阻不依赖于空气压力或污染物的存在。其次，虽然温度变化对测量有影响（主要是因为材料的热膨胀），但这可以通过使用传感器阵列进行校正。基本上，PIEZOCONCEPT在每个轴上使用两个平行的硅传感器，一个用于测量，另一个用于考虑温度变化引起的材料膨胀。6.金属应变传感器与PIEZOCONCEPT硅基位移传感器的比较。金属应变传感器和PIEZOCONCEPT硅基位移传感器之间的差异更大。第1个区别是应变系数：半导体应变传感器（硅基位移传感器）的应变系数大约是金属应变传感器的100倍。更高的应变系数导致更高的信噪比，zui终导致更高稳定性。第2个区别是金属应变传感器不能直接安装在挠曲装置上（也就是实现运动的地方）：金属应变传感器必须安装在某种“背衬”上，这就导致了压电致动器存在蠕变或滞后现象。由于压电致动器的膨胀不均匀，因此仅测量致动器的一部分伸长率无法精确推导其完整伸长率。硅基位移传感器是通过对挠曲本身进行测量，不存在这种“不均匀性”问题。综上所述，硅基位移传感器在环境背景中优于电容式传感器，在信噪比和稳定性方面优于金属应变传感器。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
Argolight荧光显微镜校准载玻片简介昊量光电新推出法国ARGOLIGHT公司生产的耐用型荧光显微镜校准载玻片，用于荧光显微镜的标定和光路对准。独创的显微镜标定技术和光路对准得益于将亚纳米级三维/二维图案嵌入到载玻片的技术，且图案不会别光漂白可以重复使用。这款强大的新工具可帮助载物台重新定位，测量探测器的功能，检验包括照明均匀性，系统的横向和轴向分辨率以及光谱形状，强度和寿命响应等等一系列参数。ARGOLIGHT荧光显微镜校准载玻片适用系统示例：每个Argo-POWER-HM载玻片包含多个荧光图案，荧光参数如下：产品规格：终身保修的荧光发光尺寸：75x25x6 mm，标准载玻片尺寸激发波长范围：连续波长250-650nm发射波长范围：激发波长+15nm-800nm的连续体浸泡介质：兼容干式、油性；水物镜，每次小于20分钟储存条件：室温（10-40℃）和正常相对湿度（20-70%RH）成像兼容性：除基于耗尽技术和多光子成像以外的任何基于荧光的成像损伤阈值：50GW/cm2辐照度（峰值或者平均功率）功率测量：10uW-100mW，可实时测量可用波长：350nm-1100nm可兼容延时拍摄。 载玻片图案：关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
报告简介2024年4月1日-4月2日，昊量于清华大学和北京大学新燕园校区技术交流会。本次技术交流会主题为Moku:Pro基于MZI干涉的高精度激光稳频和Moku:Pro结合Simulink高效FPGA编程方案，欢迎有需求的师生报名参加，一起探讨前沿应用与方案。请大家搜索“昊量光电”视频号，线上扫码预约直播哦！主题1Moku:Pro结合Simulink高效FPGA编程方案介绍2024年4月1日14：00-16：00 北京大学新燕园校区3号楼三楼332主题2Moku:Pro基于MZI干涉的高精度激光稳频解决方案2024年4月2日14：00-16：00 北京市海淀区清华大学精仪系9003大楼401会议室请大家搜索“昊量光电”视频号，线上扫码预约直播哦！
慕尼黑上海光博会将于2024年3月20-22日在上海新国际博览中心（上海市浦东新区龙阳路2345号）举办，届时我们将携前沿光电产品及技术解决方案在W4馆4420亮相，展品涵盖生物显微、半导体检测、激光医疗、光纤传感、精密光谱、机器视觉、偏振测量、光束匀化、光束偏转等热门应用领域，本次慕尼黑上海光博会除了前沿技术产品亮相，还有超赞的干货演讲等活动，诚邀各位新老客户拨冗莅临展位洽谈交流！W4馆4420· 主题演讲日程预览 ·· 展位活动详情 ·· 展品应用速递 ·PPLN晶体，显微镜LED光源，LED点光源，MEMS扫描镜，AOTF，AOM，调温式热封机VTS，混频器，隔震平台，空间光调制器，LCOS，半导体激光器，荧光标准片，DMD空间光调制器，压电纳米平移台，标准分辨率靶，SCMOS，光子晶体光纤，920飞秒激光器，显微高光谱成像，微型光谱仪，3D光场显微成像模块、微球显微镜，光纤耦合LED光源，3D光场显微相机，生物阻抗分析仪，纳米孔读取器，多通道电流放大器，膜片钳，蛋白质测序仪，单光子相机，无掩模光刻机。在线椭偏仪，在线膜厚测量仪，在线拉曼光谱成像，在线荧光寿命成像，在线荧光光谱成像，自动化光电流成像，超分辨光学微球显微镜、锁相放大器、激光干涉仪，高频激振器，TDTR，266nm窄线宽激光器，波前传感器，激光光束分析仪，激光位置和指向稳定系统，多通道声光调制器AOMC，声光偏转器AODF，非球面匀化镜。2940nm铒激光器，2020nm铥激光器，激光光束分析仪，非球面匀化镜，调温式热封机VTS，混频器，激光传能光纤，激光功率计，生物电阻抗断层成像仪，医用激光光纤（紫外-中红外），医用光纤温度传感器，医用光纤压力传感器 温度解调系统，时域红外光谱仪，扫频激光器，法珀腔医疗压力传感器。PPLN晶体，显微镜LED光源，LED点光源，MEMS扫描镜，AOTF，AOM，调温式热封机VTS，混频器，隔震平台，空间光调制器，LCOS，半导体激光器，荧光标准片，DMD空间光调制器，压电纳米平移台，标准分辨率靶，SCMOS，光子晶体光纤，920飞秒激光器，显微高光谱成像，微型光谱仪，3D光场显微成像模块、微球显微镜，光纤耦合LED光源，3D光场显微相机，生物阻抗分析仪，纳米孔读取器，多通道电流放大器，膜片钳，蛋白质测序仪，单光子相机，无掩模光刻机。共聚焦拉曼光谱仪，共聚焦荧光寿命成像系统，共聚焦荧光成像，超导探测器、单光子计数器、激光稳频器、超稳腔、窄线宽稳频激光器、锁相放大器、任意波形发生器、偏频锁定模块、超快飞秒激光器、单光子相机、光刻机，单腔双光梳激光器，光纤光谱仪，拉曼光谱仪，近红外光谱仪，多光谱相机、高光谱相机，光纤探头，激光光束分析仪，PPLN晶体，声光偏转器AOD，声光调制器AOM，非球面匀化镜，激光位置和指向稳定系统，非线性晶体，F-theta场镜，扩束镜，隔震平台。二维光谱成像测量系统，多光谱相机、高光谱相机、热成像相机，变焦镜头，在线颜色测量，二维光谱颜色测量，线D相机，光场相机，高光谱相机，3D傅里叶显微成像仪，光纤传感器。偏振态测量仪（三款），偏振相，锁相放大器，小尺寸宽带偏振态测量仪，高精度偏振(斯托克斯量)测量系统，光弹调制器，托卡马克专用光弹调制器，偏振分析专用锁相放大器，成像型穆勒矩阵测量系统，高精度波片相位延迟测量系统，光弹性系数测量仪，桌面主动隔振台。声光偏转器，电光偏转器，电光偏转系统，KTN电光偏转器，液晶偏振光栅，大角度闭环微型振镜，MEMS扫描镜，压电纳米平移台，液晶空间光调制器，主动隔振台，光纤偏振态测量仪，中空回射器。· 昊量展位指引 ·· 关于我们 ·
使用固态激光器替代氦镉和氩离子气体激光器的六个优势介绍氦镉激光器和氩离子激光器作为中高功率的连续光输出一直是工业和科学应用中不可缺少的一部分，但它们正在逐渐被固态激光器占据市场份额，固态激光器具有稳定、线宽窄、能效高、尺寸小、维护成本低、使用寿命长等特点，是传统气体激光器和离子激光器紫外波段可靠且稳定的替代品。正文自1960 年代以来，氩离子激光器一直是工业和科学应用中高功率连续光输出不可或缺的一部分。而1970年，氦镉(HeCd)气体激光器进入市场后，它便成为了多种应用方向中更高效、更紧凑的替代品。这些气体和离子激光器长期以来一直满足着市场对325 nm和351.1 nm紫外波长的需求，但现在它们也正在逐渐失去市场份额。由于维护成本的增加和对电源效率、持有率以及成本的担忧，许多气体和离子激光器客户正在转向DPSS激光器作为其替代品。为什么要改用DPSS激光器？DPSS激光器具有维护要求低、运营成本低、使用寿命长、效率高、占地面积小等特点，是传统气体激光器和离子激光器可靠且稳定的替代品。波长精度和光谱稳定性DPSS激光器使用特定的晶体和谐振器设计来严格控制发射波长，在指定波长下提供精确稳定的输出。氩离子和氦镉激光器依赖于它们所用气体的原子跃迁，这可能会受到气体压力和放电条件等因素的影响，从而导致波长发射的可预测性和精确性降低。这些因素也会影响光谱稳定性，从而降低长时间使用时的精度。这一改变可更加适用于需要长时间一致波长的应用，例如荧光、拉曼光谱和光刻过程，DPSS激光器在特定波长下可以提供稳定、长期的高性能。超窄线宽和光谱纯度DPSS 激光器可产生低发散度的高质量TEM00高斯光束。与气体和离子激光器相比，DPSS激光器的线宽在更长的相干长度上窄了几个数量级，这有助于高分辨率测量，同时也降低干扰和噪声强度。这些都是半导体检测和光谱学等分析应用中的关键参数，DPSS激光器可以提供更高的准确性和清晰度。提高能效，减少发热由于高压电源、激光管工作以及额外冷却的热量产生，气体和离子激光器在功率转化效率方面处于劣势。DPSS激光器具有高电光效率，相较于气体激光器，其功耗明显降低，同时产生更高的输出功率。这对于降低能源消耗和减少发热效应非常重要，特别是在对功率效率和维护成本有担忧的情况下。紧凑的尺寸相较于气体激光器，DPSS激光器通常更小、更紧凑，便于集成到各种系统和设置中，提高了灵活性和适用性。维护成本低，使用寿命长DPSS激光器通常具有更长的使用寿命，更短的维护间隔，从而极大的减少了停机时间和运行中断。氦镉激光器通常需要在5,000小时后频繁更换气管，并且容易出现风扇和控制板故障。激光管可能不会在其使用寿命结束时简单地“死亡”，而是可能表现出性能下降或不稳定，因此需要更换或翻新。这时，铬金属作为一种毒性材料会极大地增加处理难度。氩离子激光器的典型维护要求包括每5,000小时更换一次等离子管和5年后更换阴极接线。电源和冷却系统故障是气体和离子激光器经常报告的维护问题，通常需要完全更换这些组件以确保激光器的持续运行。相较于氦镉激光器和氩离子激光器，其长期稳定性更高，可靠性更强，为工业客户带来了明显的优势。降低成本尽管DPSS激光器的初始成本可能较高，但随着时间的推移，其较低的运营成本、更长的使用寿命以及较低的维护要求使其总体拥有成本大幅减少。相比之下，氦镉和氩离子激光器的高运行和维护成本可能在长期内导致显著的经济负担。DPSS激光器昊量光电新推出一款紫外连续激光器可高效地代替氦镉和氩离子激光器在紫外波段施展拳脚。这款新推出的320/349 nm窄线宽紫外连续激光器，输出功率可达200 mW，线 m，相比于传统氦镉激光器325nm和氩离子激光器351.1nm，该紫外连续激光器可以在320nm以及325nm产生更高的输出功率，更窄的单模线宽及更强的稳定性，并且其在紧凑尺寸内集成了控制器和散热，节省了空间和成本。不同的方案在不同的应用领域具有各自的优势和局限性。随着激光技术的不断进步，未来可能还会涌现出更多创新的激光器技术，为氦镉和离子激光器找到更灵活、高效的替代品。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
超小巧、可实现快速温度控制的显微镜样品温度控制器 VAHEAT是一款显微镜专用精密温度控制单元，适配于各种显微镜，集加热与温度传感于一体，可对样品区域内进行快速且精确地温度控制。VAHEAT最高温度100和200oC可选，可实现动态温度控制、4种加热模式、最高100o/s加热速度，在加热过程中保持很高温度精度的同时，不会显微镜成像质量产生影响，广泛应用于生命科学和材料研究中对温度敏感的过程相关研究。 一、VAHEAT实物图展示图1：VAHEAT实物图图2：a）VAHEAT各部件名称。（b)带有液体样品容器的智能基板的版本，安装在显微镜上的VAHEAT。图3：VEAHEAT能基板集成ITO薄膜加热元件和温度探头。b)基底与油浸物镜接触时受热的热相机图像，显示了FOV的均匀加热（比例尺= 5毫米）。二、VAHEAT各种基底如下图所示，（1）标准量程基底（RT-100°C）；（2）扩展量程基底（RT-200°C）；（3）标准量程基底搭配带凹槽培养皿，可容纳600μl的液体样品；（4）培养皿盖；（5）单通道微流控芯基底；（6）双通道微流控芯片基底；（7）分离式储层基底，其中有两个1.8×5mm的腔室，可以同时观察两个样品。三、VAHEAT主要特点1、极高的加热速率：局部加热和反馈机制结合使FOV能够良好地被控制，快速的温度变化。对于热容较小的样品，例如薄膜，加热速率可达到100°C/s。对于液体样品，加热速率可达到30°C/s。2、温度稳定性0.01℃（rms）较长的时间测量结果，证明了VAHEAT可达到的精度，它在数小时到数天内达到0.01°C(rms)。 3、优越的成像质量实验观察100×(100×，1.46NA)和浸没油记录100nm绿色荧光珠的PSF。在较高的温度下，PSF在轴向上的伸长主要是由于浸没油的折射率的变化引起的。d)使用VAHEAT和空气物镜(40×，0.4NA)，用共聚焦显微镜从室温到100°C成像珠子的PSF。在没有浸没介质的情况下工作时，球面像差最小。4、快速且可靠（油浸系统）VAHEAT可以让你控制视野内的温度，独立于显微镜物镜的类型或物镜的温度。该系统被设计为独立的单元，不需要对光学设置(如物镜加热器)进行任何额外的修改，以避免在您的视野中出现温度下降。此外，我们的智能基板的特定设计确保了目标的性能即使在更高的温度下也不会改变。 5、4种加热模式VAHEAT设有四种加热模式，可根据您的需要进行不同的实验。模式快速加热，自动补偿加热，或定义良好的温度剖面是可用的。6、机械稳定性和设备兼容性没有热漂移或振动，即使在高温下也允许精确的单分子定位。VAHEAT与所有商业显微镜兼容。不需要进一步修改您的设置。它的快速热响应允许几乎瞬时热化，极大地减少了传统加热系统的等待时间。 四、VAHEAT兼容各种成像技术/显微镜：l 全内反射显微镜 Total internal reflection microscopy (TIRM)l 原子力显微镜 Atomic force microscopy (AFM)l 共聚焦显微镜 Confocal microscopyl 超分辨显微镜 Super resolution methods (SIM, STORM, PALM, PAINT, STED)l 干涉散射显微镜 Interferometric scattering microscopy (iSCAT)l 宽场显微镜 Widefield microscopy 五、VAHEAT客户反馈：关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
VAHEAT显微镜样品温度控制器典型应用及常见问题解答前言： 如前文介绍，VAHEAT是一款精密显微镜专用温度控制单元，适配于市面上在售的各种显微镜。VAHEAT集加热探头与温度传感于一体，无需对物镜进行加热，可对样品进行快速且精确地温度控制，保持样品温度恒定。最高温度100和可选，可实现动态温度控制、4种加热模式、最高加热速度，在加热过程中保持很高温度精度的同时，不会显微镜成像质量产生影响，广泛应用于生命科学和材料研究中对温度敏感的过程相关研究。图1：VAHEAT显微镜样品温度控制器实物图图2：a）VAHEAT各部件名称。（b)安装在显微镜上的VAHEAT，带有液体样品容器的智能基板版本。图3：VEAHEAT智能基板集成ITO薄膜加热元件和温度探头。b)基底与油浸物镜接触时受热的热相机图像，显示了FOV内的均匀加热（比例尺= 5毫米）。一、VAHEAT典型应用案例 活细胞成像生物对环境条件的变化，尤其是温度的变化非常敏感。VAHEAT保证了传输和成像过程中可靠和精确的温度控制。研究细胞行为的温度敏感过程，如多细胞肿瘤球体中的Ca2+活性或神经元的热刺激从未如此容易。充分发挥VAHEAT作为微舞台顶级孵化器的能力。DNA根据序列和链长不同，双链DNA的熔点可在60°C至90°C之间。使用高分辨率显微镜观察靠近熔点甚至高于熔点的DNA动力学，在传统的加热阶段尚不可能。VAHEAT为从光学角度研究DNA及其结合和分离行为提供了独特的可能性。微流控VAHEAT本质上与微流体兼容。微流控室如PDMS模具可以直接安装在集成温度探头的智能基板上。这样就可以直接测量和调节注射液体的温度。由于系统的快速热响应，不需要昂贵和笨重的设备就可以在现场混合不同的、不受温度控制的液体。相变单纳米颗粒在脂质膜等复杂环境中的扩散对温度高度敏感。可靠的温度控制和精确的读数是定量研究的关键因素。集成到智能衬底中的温度探头不仅确保了可靠的测量条件，甚至能够感知薄层中的相变。 神经科学细胞功能以及细胞间的通讯都依赖于温度。特别是神经科学实验非常依赖于对环境条件的精确和准确的控制，例如对突触功能、其可塑性或动作电位传播的研究。在这里，VAHEAT提供了一个出色的解决方案，在用户定义的温度下进行基于荧光甚至膜片钳的实验，而不需要庞大的孵育室。原子力显微镜原子力显微镜(AFM)不仅对小的热漂移或振动高度敏感，而且对靠近悬臂的电势的轻微变化也非常敏感。VAHEAT满足了这些温度控制的高要求。局部加热机制避免任何热漂移或波动，而全模拟电子电路设计降低电子噪声到最低限度。采用DIRECT模式进一步降低样品体积中的电子噪声，并允许高精度AFM测量。二、现场图片鉴赏三、VAHEAT常见问题解答 一、常规问题1.substrate是什么？答：Substrate可理解为一种具有特殊功能的盖玻片，集加热元件和高灵敏度温度探头一体，且包含传感器，故称之为Smart Substrate（智能基板）。 2.VAHEAT与其他加热平台有什么不同？答：VAHEAT通过高度灵敏的反馈机制控制样品体积（几百微升）的温度，从而最大限度地减少了注入光学装置的热能，同时追踪和控制 FOV 中的温度，无需担心温度梯度或热漂移。系统可极好地适用于高分辨率和超分辨率应用。 3.如何放置、更换智能基板？答：显微镜适配器有两个可拆卸部件：75 x 25 毫米大小的板和磁性连接的连接器，电缆将两个部件与控制箱连接起来。从板上拆下连接器后，可以插入或更换智能基板。 4.VAHEAT可适用于那些领域？答：目前已成功应用于活细胞（如多细胞肿瘤球体中的Ca2+活性或神经元的热刺激）、生物物理系统、薄膜、药物和聚合物的成像设施、独立研究小组和工业研究部门。更多的应用领域正在探究中。 5.智能基板的尺寸是多少？答：智能基板为18 x 18 mm2，厚度为 170μm（标准范围）或 500μm（扩展范围）。标准范围的智能基材针对高分辨率研究进行了优化，如 #1.5 盖玻片。 二、温度控制1.标准和扩展范围版本之间的技术差异是什么？答：标准范围版本可以发出高达 2.5 W 的加热功率，并根据高 NA 浸没式显微镜物镜的要求使用 170 μm 厚度 (#1.5H) 的智能基板。高温版本可以使用 500 μm 厚度 (#5) 的智能基板运行半岛BD体育，同时允许高达 5.0 W 的加热功率。 2.可以将标准版的智能基板用在扩展版本上吗？答：可以，可以用与标准版本相同的方式操作扩展版本的VAHEAT系统。但是，标准版的智能基板不能在 100°C 以上运行，因为无法保证其在100°C 以上的温度下正常工作。强烈建议在高温下使用适当的扩展版本智能基材。 4.加热区域的尺寸是多少？答：加热区域的大小为 5 x 5 mm2。且加热元件由透明的导电材料制成。 5.样品体积是否均匀加热？答：均匀加热。由于热导和温度反馈的特定组合，不仅可以保证均匀加热、恒温还可以精确调节温度。 6.VAHEAT 的最大加热速率是多少？答：对于沉积在VAHEAT智能基板上的薄膜，加热速率可高达每秒100°C。对于液体，加热速度高达每秒40 °C。 7.VAHEAT 的最小加热速率是多少？答：可以任意调节升温速度。这主要取决于温度稳定性的需求。加热速率低至 0.1°C/h 是可编程的。 8.VAHEAT 的冷却速度是多少？答：目前，VAHEAT系统不具备主动冷却功能。然而，根据附加的热负荷以及环境温度和样品之间的温差，冷却可以和加热一样快。在研究薄膜时，冷却速率可高达 40°C/s。9.智能基板的温度精度和准确度是多少？答：智能基板上的温度通过加热元件和 FOV 中传感器之间的主动反馈回路进行控制。温度可以保持恒定数小时到数天，精度高达0.01°C (rms)。同时，绝对温度精度可达0.1°C 的高精度智能基板。 10.VAHEAT 系统是否需要其他附加设备（例如物镜加热器）？答：不需要，VAHEAT为独立设备。温度控制不需要额外的组件。集成的智能反馈系统可检测温度的任何微小变化并在几秒钟内对其进行调控。 11.是否有可用于远程控制 VAHEAT系统的软件？答：有，VAHEAT的功能控制单元可通过Windows、Mac OS和Linux相应软件进行控制。该软件可设计温度曲线或将温度数据传输到本地计算机。 三、兼容性1.VAHEAT 是否与倒置显微镜兼容？答：是兼容的！智能基板具有传统盖玻片的最优尺寸，厚度为 170μm (#1.5 H)，非常适合高分辨率研究。集成在智能基板中的加热元件是透明的，可见光谱范围内的透射率超过 90%。基板支架允许尽可能靠近高数值孔径浸没物镜。 2.VAHEAT 是否与正置显微镜兼容？答：是的！基板的尺寸为18×18mm2，有效尺寸接近16×18mm2的区域。显微镜适配器的厚度为 2.5 毫米。对于大型液体浸渍物镜，我们可提供相应的解决方案！ 3.我可以在真空室内使用 VAHEAT 吗？答：是的！VAHEAT与真空室兼容。但可能需要特定的电缆馈通装置，但在真空室内操作VAHEAT时不会放气。我们可提供相应需求的方案。 四、光学性能1.对于 TIRF 显微镜：在样品中产生渐逝场的激光束的角度如何受到 VAHEAT 的影响？答：一点也不。VAHEAT不会改变您的入射角，因为注入您的光学系统的热负荷保持最小。简而言之：您只需加热样品。这样，您的成像系统的光学性能受温度变化的影响很小。这与传统阶段培养箱不同：这些设备需要加热物镜。这会在光学器件上引起应力和张力，从而恶化光学性能。 2.将 VAHEAT 与空气物镜一起使用时，光学性能会受到怎样的影响？答：从内部测量我们可以得出结论，样品加热对图像质量没有影响，因此对室温和 100 °C 之间的温度的点扩散函数 (PSF) 没有影响。3.率是多少？答：在 500 nm 波长下，玻璃基板的折射率为 n=1.52。 4.使用油浸物镜工作时可能的最高温度是多少？答：我们结合高 NA 物镜 (NA>
1.4) 在油浸温度高达 100 °C 的条件下测试了VAHEAT。不建议超过此温度，因为物镜可能会损坏并且浸油会开始分解。 五、智能基板1.如何清洁我的智能基板？答：您可以使用乙醇、异丙醇或丙酮等有机溶剂清洁智能基板半岛BD体育。您也可以使用 pH 值中性的清洁剂（例如 Extran 或 Hellmanex）。智能基板可承受超声波清洗和氧等离子体处理。请避免使用强酸或强碱。基材与清洁剂接触的时间不应超过 30 分钟。 2.可以清洁带有凹槽的智能基板吗？答：是的！它们的清洁方式与平面智能基板相同。除此之外，可以使用酸或碱来清洁容器容积（例如 5% HCl）。 3.可以将智能基板放入高压灭菌器中吗？答：不能！请避免将智能基板放入高压灭菌器中。可以使用氧等离子体处理、伽马射线灭菌或简单地使用乙醇或异丙醇来消除污染 4.可以用 L-赖氨酸等化学功能化智能基材的表面吗？答：可以！基板表面材质是玻璃。可以按照用于功能化盖玻片的方式对该表面进行化学功能化。 5.凹槽可以密封防止蒸发吗？答：可以根据要求由一个小玻璃载玻片覆盖。 6.两种基板是否与细胞相容？答：相容，普通基板的材质是玻璃。带有凹槽的基板由广泛用于微流体并且众所周知具有生物相容性的硅树脂制成。 7.带有凹槽的基板的容积是多少？答：600 微升。 8.哪些浸入式介质与智能基材兼容？答：推荐油基和水基浸渍介质。请避免使用甘油作为浸渍介质，因为它会侵蚀智能基材并降低其功能。 六、其他1.可以在实验室评估系统性能吗？可以提供测试服务吗？答：可以，我们提供为期五个工作日的测试，请与我们联系！ 2. 如何清洁和消毒显微镜适配器/基板支架？答：显微镜适配器的清洁方式与智能基板相同。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
FFR在冠状动脉介入治疗中的应用简介冠状动脉介入治疗是一种利用导管等器械，通过皮肤穿刺或小切口，沿着血管或其他管道进入人体，对狭窄、闭塞、扩张或畸形的管腔进行修复或重建的治疗方法。相比于传统开放手术，具有创伤小、恢复快、并发症少、费用低等优点。它可以减少患者的术后疼痛和感染风险，缩短住院时间，是一种低创伤的治疗方案。一、冠状动脉心脏从根本上说是一个泵。心脏由特殊的肌肉组织组成，称为心肌。心脏的主要功能是将血液泵到全身，使身体组织能够接收氧气和营养物质。像任何泵一样，心脏需要燃料才能工作。心肌需要氧气和营养物质，就像身体的其他组织一样。流经心腔的血液只是在流向身体其他部位的过程中经过。该血液不会为心肌提供氧气和营养物质。心肌从位于心脏外侧的冠状动脉接收氧气和营养物质。图1.心肌冠脉示意图二、冠状动脉疾病冠状动脉疾病（CAD）是冠状动脉（向心肌供应氧气和营养物质的血管）狭窄，由动脉壁内脂肪物质积聚引起。这一过程导致动脉内部变窄，限制了富氧血液对心肌的供应。经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是冠状动脉粥样硬化性心脏病的重要治疗手段，对于急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome, ACS）患者可以有效地改善其心肌缺血和临床预后，然而在慢性冠状动脉综合征（chronic coronary syndrome，CCS）即稳定型冠心病患者中的应用价值一直伴随着争议。评价CCS患者中PCI和理想的药物治疗策略对主要心血管不良事件（major adverse cardiovascular event， MACE）影响的COURAGE与ISCHEMIA两项研究均显示，在CCS人群中，与理想的药物治疗相比，PCI未能降低病死率。然而，进一步的分析显示，CCS患者中，靶病变对心肌供血的影响程度是PCI能否使患者获益的重要影响因素。因此，如何在CCS患者中制定合适的治疗策略成为近年来探索的热点。图2.医用压力导丝在手术中的应用三、FFR应用与发展冠脉FFR（Fractional Flow Reserve），全称冠状动脉血流储备分数，是利用特殊的压力导丝精确测定冠脉内某一段的血压和流量，以评估冠脉血流的功能性评价指标。20世纪90年代，FFR技术的出现，迅速成为导管内评估心肌缺血的重要指标，DEFER、FAME、FAME2等几项研究奠定了FFR作为评估冠脉临界病变的功能学意义并指导血运重建策略的“金标准”地位。相对于传统的CAG，FFR指导下的血运重建治疗策略可减少自发性心肌梗死的比例，改善临床预后，并且有效降低卫生经济负担。近年来，PCI技术在我国得到迅速发展，然而在导管室内有关心肌缺血功能学评估的应用方面尚有明显的提升空间。相关数据显示，欧美、日韩等发达国jiaPCI中FFR使用率超过30%，而我国FFR使用率不足5%，仍处于起步阶段，国内大部分医学中心尚未启动或开展功能学相关技术。结语：基于FFR的评估原理，近年来诞生了一些新的冠状动脉功能评价技术。如基于压力导丝等器械的非充血性压力指数（non-hyperemic pressure ratio, NHPR），基于造影的定量血流分数（quantitative flow reserve， QFR）以及基于冠状动脉CT血管成像（CTA）的FFR CT等技术都在不同层面推动着功能学技术的快速发展，而国内大部分同行对此领域还缺乏深入、全面的理解以及规范应用。因此，加快冠状动脉功能学评估的推广、规范与普及应用是亟待解决的临床问题。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
使用Moku自定义实时数字滤波器实现降噪与去尖峰在本应用笔记中，我们利用 Moku 云编译和多仪器模式来解释常用移动平均滤波器的开发。我们使用示波器和频率响应分析仪来检测有限脉冲响应(FIR)滤波器。然后，我们使用Moku:Pro、Moku:Lab或Moku:Go设备开发、部署和检测五点中值滤波器。以这种方式组合线性和非线性滤波器，可用于抑制许多控制或传感应用中的尖峰并降低噪声。Moku云编译Moku云编译(Moku Cloud Compile, MCC)是Liquid Instruments的一项功能，可让您快速编译自定义硬件描述语言(HDL)代码并将其部署到Moku设备。MCC将Moku内的FPGA开放，可以自定义代码，并允许特定的功能和特性。我们提供一系列示例和支持来帮助您部署自定义功能。移动平均滤波器移动平均滤波器是n个连续信号样本的平均值。方程为：其中x(t)是离散时间序列输入信号，y(t)是输出信号。例如，当n = 4时：这种滤波器在降低信号噪声方面具有非常有用的应用。对于不相关的白噪声，此移动平均函数z适合抑制噪声并保留尖锐的阶跃响应，但阻带性能较差。在硬件中实现这一点仅需要加法器和一次除法，因此在硬件资源有限的情况下非常有用。在硬件中，除以任意数字在FPGA中并不简单。通常，该滤波器是通过确保n是2的幂（即n =2N）来实现的，从而将除法减少为右移N个二进制位。图1 二进制按位移位示意图直接硬件实现如图2所示。图2 以一系列加法器实现移动平均此方案需要2N个加法器，硬件成本比较昂贵。深度加法器还可能需要时钟寄存器来满足合理的时序性能。我们可以通过以下方式改进这一点：因此，图3更概括地说明了这一点：图3 累加器实现这说明每个输出取决于先前的输出和当前的输入。现在，我们已将移动平均简化为一个累加器、一个减法器和一个n级移位寄存器，后者用于2N除法的按位右移。当N>
4时，硬件明显有了节省，限制因素是2N级移位寄存器。此外，不需要更多的时钟元件来满足时序限制。VHDL实现图4显示了VHDL实现的核心。这个过滤器的核心非常简单，只有12行代码。p_moving_average是最后N个样本的时间历史记录，其中第8行在前面添加最新的输入并删除最旧的输入。在第9行，累加器r_acc正在添加新的输入，而第10行正在生成输出所需的按位移位（除法器）。编译和部署编译该VHDL代码非常便捷。首先，上传代码，然后选择构建。Liquid Instruments服务器将生成一个文件或比特流，定义FPGA上实现代码所需的硬件配置。对于Moku:Go和Moku:Lab，编译大约需要5分钟；对于 Moku:Pro，由于 FPGA 的尺寸更大，该时间接近20分钟。测试MCC移动平均滤波器为了测试该移动平均滤波器，我们使用Moku:Go的多仪器模式(MiM)，如图5所示。在此模式下，我们可以部署两台采样率为31.25 MHz的仪器。我们同样可以在Moku:Pro，Moku:Lab上测试该滤波器。插槽1插入MCC移动平均滤波器，插槽2插入示波器仪器。我们使用示波器观察从输入1输入的的已滤波和未滤波信号。示波器还具有一个集成波形发生器，用于生成测试信号。在本例中，我们使用示波器的内置波形发生器生成2 kHz 的方波，并将其连接到输出1。我们在外部将信号衰减 60 dB，使其接近Moku:Go的本底噪声。然后我们将该信号路由回输入1。 图 5：多仪器模式下的滤波器测试设置在图6中，我们可以在蓝色轨迹中看到衰减后的噪声方波。红色迹线显示移动平均器的输出，具有明显更干净的方波。这是一种十分有效的降噪技术，我们使用了MiM，并在一个插槽启用了MCC功能。 现在我们转为关注噪声功率，我们知道该平均滤波器将噪声功率降低了2N倍；噪声幅度降低了2N/2。我们的实现使用N=8，因此噪声幅度应减少到原始值的6.25% (1/16)。因此，这种z简单的滤波器对于降低噪声很有用。它的计算量也非常小，只需要累加器、减法器和按位移位。这意味着它可以以非常高的速度运行，在 Moku:Pro 上为 312.5 MSa/s，在 Moku:Go 上为 31.25 MSa/s。图7显示了 Moku:Go 输入噪声（蓝色线 mV的移动平均滤波器信号（红色线）。由此我们可以看出，滤波器后的噪声幅度接近于原始噪声的预期因子1/16，即 9.162/161.2 = 0.057。该过滤器正在运行并满足我们的期望。图7 输入噪声与滤波后信号频率响应我们可以使用Moku频率响应分析仪(FRA)仪器轻松确定移动平均滤波器的频率响应。FRA在其输出上驱动扫频正弦波，并测量其输入上产生的幅度和相位。图8显示了测试设置： 图 8：频率响应分析仪设置图9显示了MCC滤波器的频率响应结果。与图10（理想移动平均滤波器的MATLAB图）相比，我们发现移动平均滤波器没有提供特别好的阻带衰减。图9 移动平均滤波器的频率响应 图10 理想移动平均滤波器的MATLAB图中值滤波器中值滤波器是一种非线性滤波器，用于确定小移动窗口的中值。输入样本通过窗口，输出给定任何时间样本的中值。移动平均滤波器适合过滤均匀分布的随机噪声，中值滤波器适合滤除非常短的尖峰或脉冲噪声。虽然它经常部署在图像处理中，但它在更一般的信号处理中也很有用。通常，为窗口长度选择奇数个样本：3、5或7个点。这意味着输出只是值排序窗口的中间样本。VHDL实现图11显示了VHDL五点中值函数的实现。在时钟信号的每个上升沿，图11中的函数将五个输入样本从低值到高值排序。这种排序发生在第12行到第20行的两个嵌套“for循环中。因此，中位数是排序窗口中的第三个样本；这被分配给第22行的输出。 图 11：中值VHDL代码我们可以使用示波器和云编译器插槽以及示波器的波形生成器，以与移动平均滤波器相同的方式分析中值滤波器的时域性能。图12显示噪声峰值显着降低，未滤波噪声的峰峰值测量值从 3.66 mV 降低至滤波后的305 μV。这减少了1/12，不如移动平均滤波器(1/16)有效。 图12 中值滤波器时域性能由于中值滤波器的一个关键功能是消除脉冲噪声，因此我们还使用带有附加脉冲的方波来检查其性能。图13显示了具有前沿尖峰和低电平中途尖峰的方波（蓝色线。
