像差理論與計算系列(五)慧差的計算一宣谈、慧差當光學系統(tǒng)不滿足等暈條件時,軸外點成像將會產(chǎn)生彗差(coma)愈犹。由之前的像差概述技術(shù)文章中可知,彗差是一種描述軸外點光束關(guān)于主光線失對稱的像差,應(yīng)分別對子午光束和孤矢光束求取闻丑。對于單個球面,彗差一方面是球差引起的,球差越大,彗差也會越大漩怎;另一方面,折射球面產(chǎn)生的彗差還與光闌位置、即主光線的入射角ip有關(guān)嗦嗡。如果光闌位于球心勋锤,相當于主光線與輔軸重合,即ip=0,則不論球差如何,都不會產(chǎn)生彗差侥祭。實際上,光學系統(tǒng)的各種像差總同時存在,所以在計算彗差時叁执,并不能像定義的那樣,真正求出一對對稱光線的交點相對于主光線的偏離矮冬,而是以這對光線與高斯像面交點高度的平均值與主 ...
像差理論與計算系列(六)像散和場曲的計算像散和場曲是兩種互相密切聯(lián)系的像差谈宛,所以我們一般都放在一起討論。軸外點發(fā)出的光束,其主光線不與光學系統(tǒng)各個表面的對稱軸重合,使出射光束失去對稱胎署。之前一張講過的的彗差,只是表征光束失對稱的一種像差吆录,并且是對寬光束而言的。除此以外,還有一種描述光束失對稱的像差琼牧。隨著視場的增大,遠離光軸的物點恢筝,即使在沿主光線周圍的細光束范圍內(nèi),也會明顯地表現(xiàn)出失對稱性質(zhì)哀卫。與此細光束對應(yīng)的波面也非旋轉(zhuǎn)對稱,而是在不同方向上有不同的曲率滋恬。數(shù)學上可以證明,一個微小的非軸對稱曲面元抱究,其曲率是隨方向的變化而漸變的,但存在二條曲率分別為最大和最小的相互垂直的主截線恢氯。在光學系統(tǒng)中,這二條主 ...
像差理論與計算系列(七)畸變的計算對于理想光學系統(tǒng),一對共軛平面上的放大率是常數(shù)鼓寺。但對于實際光學系統(tǒng)勋拟,只當視場較小時具有這一性質(zhì),而當視場較大或很大時,像的放大率就要隨視場而異妈候,這樣就會使像相對于物體失去相似性敢靡。這種使像變形的缺陷稱為畸變(distortion)。設(shè)某一視場的實際主光線與高斯像面的交點高度為yp’苦银,當無彗差時啸胧,主光線即為成像光束的中心光線,因而yp’表征實際像高幔虏。它與理想像高y0’之差稱為線畸變纺念,即常用 相對于理想像高的百分比來表示嗬變,稱相對畸變想括,即如果將實際放大率yp’/y記為β’,上述公式可以化為式中β為理想放大率陷谱。可見,實際放大率β’與理想放大率β之差與β之比即為該視場 ...
較高瑟蜈,測量的像差特征也更加完整烟逊,因此在自適應(yīng)光學中有更好的效果。改善光鑷和光活化SLM設(shè)備可以產(chǎn)生特定形狀的光斑铺根,用于控制細胞和分子宪躯。為了能夠在產(chǎn)生最大的力量,光束應(yīng)該全部聚焦在目標上位迂。Phascis AO方案通過改善像差眷唉,能夠校正顯微光學元件、SLM以及激光自身像差囤官。厚組織直接成像當樣品需要通過比較厚的介質(zhì)時冬阳,成像會比較模糊。Phasics提供了一種新的直接成像技術(shù)党饮,這種技術(shù)不需要任何的外部幫助肝陪。Phasics能夠測量得到激光像差或者樣品的衍射。通過像差計算PSF求得圖像的反卷積刑顺。正如下圖所示氯窍,Phascis的技術(shù)能夠極大的改善成像質(zhì)量饲常。您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.auniont ...
傳播和通過無像差透鏡的變換時,除輪廓比例因子外狼讨,將始終保持高斯型分布贝淤。電矢量沿z軸方向傳播的高斯光束的性質(zhì)可以由下面三個方程式來決定:上式中,R(Z)是距離坐標原點(束腰)Z處的高斯光束的波陣面的曲率半徑(為球面)政供,A(r)是高斯光束電矢量在r方向(也就是垂直于光波傳播方向)的振幅播聪,A0是波陣面中心的振幅,ω為光束的光斑半徑布隔,其中分析式1可以知道离陶,當Z 趨于0的時候,R(Z)趨于無窮衅檀,即此時波陣面為平面招刨;當0≤|Z|≤ZR的時候,R(Z)逐漸減小哀军,并且R(Z)>Z沉眶,即波陣面的曲率中心不在原點并且會隨Z變化而變化,如下圖所示杉适。當Z= ±ZR時沦寂,ZR取到極小值±2ZR;而當Z ?±ZR時淘衙,R ...
傳播時產(chǎn)生的像差)應(yīng)用于存在光學異質(zhì)性的情況下传藏,對聚焦場進行建模。與之前的模型相比彤守,避免了由微米尺度的折射率不匹配引起的場失真毯侦。實驗結(jié)果:通過實驗和數(shù)值計算重新審視了使用雙光子激發(fā)熒光、三次諧波生成具垫、偏振三次諧波生成等多光子顯微成像的折射率不匹配介質(zhì)之間垂直界面的常見幾何形狀侈离,表明ASR/Green模型無法重現(xiàn)實驗觀察結(jié)果,因為它忽略了近焦處的場失真筝蚕,相比之下卦碾,基于FDTD的方法準確地解釋了實驗觀察到的偽影。對相干和偏振分辨圖像的解釋具有重要意義起宽。應(yīng)用場景:多光子顯微成像定量圖像描述洲胖。DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.421257本文章經(jīng)光學前沿授權(quán)轉(zhuǎn)載,商 ...
非常大的球面像差。通常坯沪,它大約是鏡頭孔徑半徑的一半(或者可能稍大)绿映,在這種情況下(wlens?=?D?/?4?=?NA?·?f?/?2,光束發(fā)散角僅為 NA 的一半) 焦點處可實現(xiàn)的光束半徑為其中 D 是孔徑直徑,f 是焦距叉弦,λ 是波長丐一。請注意,該計算基于近軸近似淹冰,因此對于 NA 非常高的情況并不準確库车。如果不受像差影響,則可以使用相對較大的輸入光束半徑來得到相對較小的光斑尺寸樱拴。如有疑問柠衍,應(yīng)詢問制造商,對于特定的鏡頭疹鳄,最大輸入光束半徑是多少拧略。高 NA 鏡頭(例如 NA 高于 0.6 甚至 0.8)的一些應(yīng)用:在 CD芦岂、DVD 和藍光光盤等光學數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的播放器和刻錄機中瘪弓,將激光聚焦到一個小點( ...
上的電極相位像差180度時,會激發(fā)彎曲模式禽最。如果以90度的相位差激發(fā)電機的兩個相腺怯,兩種模式交替出現(xiàn)將使尖端遵循橢圓軌跡。通過控制幅度和相位差川无,可以改變橢圓軌跡的形狀和大小呛占,從而影響電機的驅(qū)動力和速度。這些激勵信號的生成由 Xeryon 的控制器完成懦趋。用戶只需指定基本輸入變量晾虑,例如所需的速度或位置,控制器將相應(yīng)地調(diào)整激勵信號以實現(xiàn)這些目標仅叫。超聲波操作的優(yōu)點電機以 166 kHz 共振帜篇,遠高于人耳的可聽極限。因此诫咱,電機可以靜音運行笙隙。166 kHz 也遠高于大多數(shù)機械系統(tǒng)的截止頻率,因此周圍機械系統(tǒng)的機械干擾可以忽略不計坎缭。諧振運作還將壓電馬達的激勵電壓降低到安全限值以下竟痰。工作電壓可低至 20 V,而 ...
求:應(yīng)是“無像差的系統(tǒng)”即由光學系統(tǒng)的像差引起的誤差應(yīng)小于無像差的理想情況下測量總誤差的20%掏呼;焦距和主面位置的不確定性應(yīng)小于焦距的1%坏快;應(yīng)選擇聚焦元件的口徑使其包含整個入射光束,光束截斷和衍射損耗占最后測量誤差的比重不應(yīng)大于1%憎夷;所有光學元件都不應(yīng)對光束相對功率密度分布產(chǎn)生明顯影響假消。當將激光束成像于探測器面進行測試時,計算中應(yīng)包含成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)。6.5 標定應(yīng)在開始測量前對儀器進行標定岭接「晦郑可通過在一已知距離使用兩個正交放置的微米精度線性平移導軌移動位置敏感探測器進行標定臼予。7,測試程序7.1概述測量應(yīng)該在激光器生產(chǎn)商評估本款激光器所規(guī)定的工作條件下進行啃沪。在測試過程中粘拾,對被測光束的取樣應(yīng)至少大 ...
前積累的光學像差。AO與2PFM相結(jié)合创千,將校正的相位模式應(yīng)用于物鏡后瞳平面(back pupil plane)的激發(fā)波前缰雇,可以實現(xiàn)衍射極限性能,并且可以在大腦表面以下數(shù)百微米處解析突觸追驴。大腦的在體成像也需要高時間分辨率械哟,對于大腦內(nèi)的功能成像,需要亞秒級的時間分辨率來跟上神經(jīng)元活動的產(chǎn)生和傳播殿雪。傳統(tǒng)的2PFM通過在三個維度上依序掃描其激發(fā)焦點來實現(xiàn)三維成像暇咆,這導致體積成像速率遠低于其二維幀率。使用貝塞爾光束作為激發(fā)焦點的體積2PFM成像丙曙,可以對焦點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)軸向拉長但是橫向受限爸业,從而能夠同時對由二維掃描區(qū)域和貝塞爾焦點的軸向長度定義的體積內(nèi)的結(jié)構(gòu)進行成像,將二維幀速率轉(zhuǎn)換為三維體積速率亏镰。然而扯旷,就像 ...
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