اپتیک موجی

اپتیک موج، که با نور به عنوان امواج الکترومغناطیسی سروکار دارد، شاخه مهمی از اپتیک است. پدیده های نوری اصلی مورد بحث در اپتیک موج شامل پراش، تداخل و قطبش نور است. این فصل بر دانش اولیه اپتیک موج و کاربردهای آن تمرکز دارد. ابتدا تئوری الکترومغناطیسی اپتیک به طور خلاصه معرفی می شود. ثانیاً تئوری ها و نمونه هایی از پراش و تداخل نور ارائه و توضیح داده شده است. در ادامه، معرفی مختصری از اپتیک فوریه ارائه می شود. سپس، انحراف جبهه موج معرفی می شود. در نهایت، محدودیت های وضوح نظری یک سیستم تصویربرداری نوری ارائه شده است.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

بررسی اجمالی

اهداف و دامنه

پزشکی ترجمه شامل جنبه های پزشکی از تحقیقات آزمایشگاهی، مطالعات پیش بالینی، آزمایشات بالینی، عمل بالینی تا تشخیص و درمان و فناوری های ترکیبی با تمرکز بر همکاری متقابل بین محققان و پزشکان است.

Translational Biophotonics (TBIO) یک مجله بین المللی، با بازبینی و دسترسی آزاد است که به پر کردن شکاف در ترجمه تحقیقات فوتونیکی پزشکی به عمل بالینی اختصاص یافته است. فن آوری های نوری و فوتونی پتانسیل خود را در مورد نیازهای تشخیصی و درمانی خاص در مطالعات اثبات مفهوم ثابت کرده اند. با این حال، اثربخشی واقعی آنها به ندرت تحت شرایط بالینی معمول در پایگاه‌های اطلاعاتی بزرگتر/گروه‌های بیماران آزمایش شده است.

در گسترش مجله خواهر خود - Journal of Biophotonics (JBIO) - Translational Biophotonics به عنوان بستری برای ترجمه روش‌ها و فن‌آوری‌های فوتونیک در تمام زمینه‌های پزشکی برای رفع نیازهای پزشکی برآورده نشده در تشخیص و درمان عمل می‌کند. همزیستی بین فوتونیک و پزشکی به عنوان پلی در ادغام تحقیقات ترجمه در عمل بالینی عمل می کند.

این مجله مقالات اصلی، مرورها، نامه ها، مطالعات اعتبار سنجی پیش بالینی و بالینی را منتشر می کند. TBIO همچنین بررسی های آموزشی را ارائه می دهد که به محققان و پزشکان کمک می کند تا زمینه مشترک کار خود را درک کنند.

موضوعات

زمینه های کاربرد:

دارو

سلامتی

زیست پزشکی

علوم زیستی

محیط زیست و تغذیه

فناوری های ویژه:

میکروسکوپی / تصویربرداری / آندوسکوپی

طیف سنجی

رویکردهای درمانی فوتونیک

فوتونیک نقطه مراقبت / نقطه استفاده

به سمت تشخیص سیگنال بهتر in vivo

در نهایت، در نمایشی از تشخیص سیگنال فلورسانس پیشرفته، محققان از یک لوله مویرگی شیشه ای به عنوان پایه ای برای رگ خونی استفاده کردند و آن را با سلول های چربی حاوی میکرولنزهای لیپیدی پوشاندند. آنها هدف میکروسکوپ را در وسط یک میکرولنز لیپیدی خاص متمرکز کردند تا نور تحریک و وسط مویرگ شیشه ای را متمرکز کنند.

سپس، تیم محلولی حاوی سلول‌های خونی و سلول‌های سرطانی برچسب‌گذاری شده با فلورسنت را از طریق مویرگ عبور داد و پرتوی از نور تحریک‌کننده را به میکرولنز لیپیدی منتقل کرد. عدسی لیپیدی ریز نور تحریک را متمرکز می کند و در نتیجه یک سیگنال فلورسانس افزایش یافته و قابل تشخیص در هنگام برخورد پرتو با یک سلول سرطانی برچسب گذاری شده هنگام عبور از لوله ایجاد می کند.

محققان در مطالعه اخیر خود که به تازگی منتشر شده اند، می گویند امیدوارند روش میکرولنز آنها روزی بتواند برای توسعه دستگاه های فوتونی درون زا و همچنین "ابزارهای اپتیک زیست سازگار برای سنجش زیستی، تصویربرداری آندوسکوپی، و تشخیص تک سلولی" استفاده شود.

تصویربرداری از سلول های بیولوژیکی از داخل

محققان چینی و ایتالیایی روشی را برای استفاده از قطرات چربی طبیعی درون سلول‌های چربی به‌عنوان ریز لنز، برای مشاهده و نظارت بر ساختارهای درون سلولی و سیگنال‌های فلورسانس خارج سلولی ایجاد کرده‌اند.

در مقایسه با میکروسکوپ فلورسانس سنتی، تظاهرات تیم نشان داد که تصویربرداری با میکرولنز بیوفتونیک وضوح تصویر و قدرت سیگنال را افزایش می‌دهد در حالی که به نور کمتری نیاز دارد، که می‌تواند به نمونه‌های زنده آسیب برساند و از بین ببرد. محققان امیدوارند که بتوانند روش خود را در تشخیص سرطان، عفونت ویروسی و سایر بیماری‌ها در زمان واقعی مورد استفاده قرار دهند.

تصویربرداری فلورسانس، یا طبیعی

میکروسکوپ فلورسانس معمولاً برای نظارت بر تغییرات درون سلولی و سیگنال های خارج سلولی در زمان واقعی استفاده می شود. با این حال، سیگنال های فلورسانس از ساختارهای درون سلولی به طور کلی ضعیف هستند و تشخیص آنها دشوار است. پمپاژ کردن شدت نور تحریک می تواند قدرت سیگنال فلورسانس را بهبود بخشد - اما همچنین احتمال سمیت نوری و سفید شدن نور را افزایش می دهد.

محققان مؤسسه نانوفوتونیک، دانشگاه جینان، چین، و مؤسسه علوم کاربردی و سیستم‌های هوشمند، ایتالیا، تصمیم گرفتند به دنبال رویکرد طبیعی‌تری برای بهبود تصویربرداری فلورسانس از ساختارهای درون سلولی باشند. آنها استفاده از قطرات لیپید درون زا در سلول های زنده را به عنوان میکرولنزها برای بهبود تصویربرداری به صفر رساندند. از آنجایی که کره های لیپیدی به طور طبیعی وجود دارند، کاملاً زیست سازگار هستند

قبل از آزمایش‌های نمایشی، محققان قطرات لیپید را در سلول‌های چربی بالغ (که معمولاً سلول‌های چربی نامیده می‌شوند) مشخص کردند. قطرات صاف و کروی با قطرهای 0.5 تا 40 میکرومتر و ضریب شکست در حدود 1.52 بودند. عدد دوم بالاتر از شاخص سیتو و پری پلاسم است. که باعث شد قطرات لیپید برای تصویربرداری فلورسانس درون سلولی و برای تشخیص سیگنال های فلورسانس خارج سلولی مناسب باشند.

برای هدایت ریز لنزهای لیپیدی از طریق سیتوپلاسم برای تصویربرداری از ساختارهای مختلف داخل و خارج سلول، محققان دریافتند که موچین های نوری 1064 نانومتری ایده آل هستند و در امتداد قطرات حرکت می کنند و در عین حال کمترین آسیب را به سلول وارد می کنند. راه اندازی آزمایشی برای نمایش میکرولنز شامل یک سیستم موچین نوری اسکن با یک میکروسکوپ نوری معکوس برای تشخیص سیگنال های میدان روشن و فلورسانس بود.

نگاه کردن به داخل و خارج

برای تظاهرات تصویربرداری میدان روشن درون سلولی، ساختارهایی که باید مشاهده شوند در زیر قطره لیپید در سیتوپلاسم قرار گرفتند و به قطره اجازه دادند تا به آرامی بر ساختار فشار بیاورند. در این آزمایش‌های اولیه حالت تماس، محققان دریافتند که این قطرات می‌توانند ویژگی‌های ساختاری را با اندازه ۱۰۰ نانومتر، با سیگنال قوی‌تر و با استفاده از قدرت تحریک قابل‌توجه کمتر در مقایسه با میکروسکوپ فلورسانس سنتی، شناسایی کنند.

این تیم قادر به تصویربرداری و ردیابی در زمان واقعی رشته‌های اکتین نشان‌دار شده با فلورسنت در اسکلت سلولی و همچنین لیزوزوم‌ها و آدنوویروس‌هایی بودند که از طریق سیتوپلاسم مهاجرت می‌کنند، به مدت 10 دقیقه.

برای نشان دادن تشخیص سیگنال فلورسانس خارج سلولی با استفاده از لنزهای لیپیدی، محققان از فاصله کانونی طولانی و ضریب شکست بالای قطرات چربی استفاده کردند. در این حالت غیر تماسی، آنها می‌توانند از میکرولنز لیپیدی برای شناسایی سیگنال‌های فلورسانس در خارج از دیواره سلولی و ریزمحیط و بافت‌های اطراف استفاده کنند. در مطالعات توصیفی با طول موج های خاص نور، آنها دریافتند که فاصله کانونی با افزایش قطر قطرات چربی افزایش می یابد. به عنوان مثال، یک نور تحریکی با طول موج λ = 473 نانومتر که از یک میکرولنز لیپیدی با قطر بیش از 2 میکرومتر عبور می کند، فاصله کانونی بیشتر از 10λ دارد.

ارتباطات لیزری فضای آزاد · اصول و پیشرفت ها

این کتاب برای دانشمندان، مهندسان و دانشجویانی که علاقه مند به موضوع ارتباطات لیزری فضای آزاد هستند در نظر گرفته شده است. این منبع به عنوان یک منبع فراگیر در نظر گرفته شده است تا به نیازهای کسانی که نیاز به اطلاعات در مورد هر دو مفهوم اساسی و همچنین دانش پیشرفته به روز در مورد آخرین فن آوری های موجود امروزی دارند، پاسخ دهد. این اولین کتابی است که به صورت جامع و آموزشی اصول اساسی و پیشرفت های ارتباطات لیزری فضای آزاد را ارائه می دهد. موضوعات مطرح شده عبارتند از: اثرات کانال جوی شامل مدل های موجود، طراحی و عملکرد سیستم، طراحی فرستنده/ گیرنده لیزری برای سیستم های کارآمد فوتون با کارایی بالا، فناوری اپتیک تطبیقی برای جبران اتمسفر، شبکه های نوری، تکنیک های کدگذاری، و ارتباطات نوری در فضای آزاد با طول موج بلند. .

کتاب پیشرانه لیزری با قدرت بالا

شرح گام به گام فرآیندهای فیزیکی درگیر در تولید نیروی محرکه لیزری را ارائه می دهد

طرح هایی از موتورهای تولید لیزر را ارائه می دهد که در هر دو حالت پیوسته و پالس تولید رانش کار می کنند.

ساختارهای یکپارچه وسایل نقلیه فضایی با پیشرانه لیزری را شرح می دهد

کتاب فیزیک اتمی پلاسما

کتاب فیزیک اتمی پلاسما

ترجمه با شکوفه ساتری

مفاهیم اساسی و اطلاعات دقیق مورد نیاز برای درک بهتر فیزیک پلاسما را ارائه می دهد

همه نویسندگان متخصصان و معلمان متعهد فیزیک اتمی هستند

تنها کتاب مدرن برای پرداختن عمیق به این موضوع

خطاب به دانشجویان، فارغ التحصیلان، معلمان و محققین

عناصر سبک کتاب درسی و تک نگاری را ترکیب می کند

معرفی

فیزیک اتمی پلاسما مروری بر فرآیندهای ابتدایی درون اتم‌ها و یون‌های پلاسما ارائه می‌کند و خوانندگان را با زبان طیف‌های اتمی و گسیل نور آشنا می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا خواص تابشی مختلف و جذاب ماده را کشف کنند.

این کتاب خوانندگان را با توصیف‌های پیچیده مکانیکی کوانتومی فرآیندهای الکترومغناطیسی و برخورد آشنا می‌کند، در حالی که تعدادی مدل کیفی مؤثر را توسعه می‌دهد که به آنها اجازه می‌دهد تا توصیفات جامع کافی از فرآیندهای برخورد تشعشعی در پلاسمای متراکم، گسیل‌های ماهواره‌ای دی‌الکترونیک و حالت‌های خودیونیزان را به دست آورند. تابش اشعه ایکس یون توخالی، اتم ها و یون های پلاریزه، الکترون های داغ، تبادل بار، سینتیک جمعیت اتمی و انتقال تشعشع. کاربردهای متعددی برای طیف‌سنجی پلاسما و داده‌های تجربی ارائه شده است که به همجوشی محصور مغناطیسی، همجوشی اینرسی، پلاسماهای تولید شده توسط لیزر و برهم‌کنش لیزرهای الکترون آزاد اشعه ایکس با ماده مربوط می‌شود.

نکات برجسته خاص عبارتند از توسعه سینتیک کوانتومی به سطحی فراتر از رویکرد شبه کلاسیک تقریباً منحصر به فرد مورد استفاده در سینتیک جمعیت اتمی، معرفی نظریه کوانتومی-اف-ماتریس-کوانتومی (QFMT) که اخیراً توسعه یافته است برای مطالعه تأثیر میدان های ریز پلاسما بر اتمی. جمعیت ها، و روش فوتون معادل انریکو فرمی برای توسعه "اتم پلاسما"، که در آن خواص پاسخ و توزیع قدرت نوسانگر با کمک یک فرکانس پلاسمای محلی چگالی الکترون اتمی نشان داده می شود.

بر اساس دوره هایی که توسط نویسندگان برگزار می شود، این مطالب به دانش آموزان و دانشمندان در مطالعه فرآیندهای پیچیده درون اتم ها و یون ها در انواع مختلف پلاسما با توسعه مدل های نسبتا ساده اما بسیار موثر کمک می کند. توجه قابل‌توجهی به تعدادی از مدل‌های کیفی که شفافیت فیزیکی را ارائه می‌دهند، معطوف شده است، در حالی که جداول و فرمول‌های گسترده، کاربرد عملی و مفید نظریه‌های پیچیده را ترویج می‌کنند و ابزارهای مؤثری را برای خوانندگان غیرمتخصص فراهم می‌کنند.

بیوفتونیک بالینی و ترجمه

1. تحقیقات بیماری های پیش بالینی: تکنیک ها و کاربردها

عوامل کنتراست مولکولی، پروب ها و گزارشگران

روش های تصویربرداری برای مدل های حیوانی کوچک سرطان و سایر بیماری ها

تصویربرداری نوری از ریزمحیط سرطان، فرآیندها و مسیرها

تصویربرداری مولکولی هدفمند سرطان و روش‌های اعتبارسنجی کمی

تکنیک‌ها و کاربردهای بیولومینسانس برای تحقیقات بیماری

فوتوآکوستیک در تحقیقات بیماری

میکروسکوپ داخل حیاتی برای تحقیقات پیش از بالینی بیماری

طیف سنجی جذبی گاز در محیط پراکنده

طیف سنجی جذبی گاز در محیط پراکنده

طیف‌سنجی جذبی گاز در محیط پراکنده (GASMAS) یک تکنیک طیف‌سنجی گازی است که از طیف‌سنجی لیزری دیود قابل تنظیم برای اندازه‌گیری غلظت گازهای محصور در محیط منتشر به روشی غیرتهاجمی استفاده می‌کند. 6 تشخیص اوتیت، 7 تشخیص زودرس استئونکروز، 8 و نظارت بر اکسیژن (

O

2

) و بخار آب (

اچ

2

O

) در ریه های نوزادان. 9-12 مطالعاتی که ترجمه بالینی GASMAS را به مراقبت های بهداشتی تنفسی پیش می برد، بر روی نوزادان متمرکز شده است زیرا ضخامت اندام های محافظ اطراف ریه های آنها در محدوده عمق نفوذ نور مادون قرمز نزدیک است.

کتاب تصویربرداری هیبریدی قلب

همه روش‌های تصویربرداری ترکیبی مرتبط بالینی را مرور می‌کند: SPECT/CT، PET/CT، و PET/MRI

در مورد کاربردها، ابزار دقیق، پروتکل ها، ویژگی ها و جنبه های اقتصادی بحث می کند

نقش کاوشگرهای تصویربرداری جدید را در نظر می گیرد

معرفی

این کتاب با محوریت بالینی، مروری به روز در مورد روش های مختلف تصویربرداری ترکیبی که ممکن است برای تصویربرداری قلب به کار گرفته شوند، ارائه می دهد. پس از بحث در مورد جنبه های عمومی تصویربرداری ترکیبی، SPECT/CT، PET/CT و PET/MRI هر کدام به طور عمیق در نظر گرفته می شوند. علاوه بر این، اطلاعاتی درباره فناوری‌های آینده، مانند دوربین‌های اختصاصی به اصطلاح سریع قلب (فناوری آشکارساز CZT) و کاوشگرها و ردیاب‌های رادیویی جدید ارائه می‌شود. موضوعات متنوعی از جمله جنبه های مهم فناوری، کاربردهای احتمالی، پروتکل های تصویربرداری، ویژگی های روش های موجود، قرار گرفتن در معرض تابش و کاهش دوز مورد بررسی قرار می گیرند. آخرین اما نه کم‌اهمیت، برآوردی از کارایی هزینه دستگاه‌های تصویربرداری اختصاصی و ترکیبی در قلب و عروق ارائه شده است و سناریوهای ممکن با توجه به اقتصاد مراقبت‌های بهداشتی پیش‌بینی می‌شود. تصویربرداری هیبریدی قلب برای متخصصان پزشکی هسته ای، متخصصان قلب و رادیولوژیست ها ارزش ویژه ای خواهد داشت و همچنین مورد توجه فیزیکدانان پزشکی، تکنسین های پزشکی و جراحان قلب قفسه سینه خواهد بود.