لیزرها و سیستم‌های تصویربرداری، فوتونیک سبز و پایداری

لیزرها و سیستم‌های تصویربرداری، فوتونیک سبز و پایداری

سنجش از دور و نقطه‌ای، از جمله نظارت بر ایمنی آب و غذا • LIDARهای زمینی، هوا و فضا برای پوشش گیاهی، گازهای گلخانه‌ای، اندازه‌گیری باد • ایمنی خودرو، هواپیما و فضاپیما، از جمله سیستم‌های ستاره راهنما • برداشت انرژی خورشیدی • فوتوشیمی و فوتوبیولوژی • حسگرهای جدید مبتنی بر پلاسمون و دستگاه‌های آزمایشگاهی روی تراشه • تصویربرداری تک مولکولی • میکروسکوپ با وضوح فوق العاده • تصویربرداری چندوجهی و چند مقیاسی • تصویربرداری فراطیفی • تصویربرداری مزوسکوپی • تصویربرداری مبتنی بر اپتیک تطبیقی • سیستم‌های تصویربرداری جدید، الگوریتم‌های بازسازی و پردازش

کنترل پرتو لیزر

کنترل پرتو لیزر

تصحیح جبهه موج • اپتیک تطبیقی • ترکیب فاز • هولوگرافی دینامیک • عناصر نوری هولوگرافیک • حفره های لیزر • تثبیت و کنترل جهت پرتو لیزر • تصویربرداری لیزری • جمع منسجم و غیر منسجم پرتوهای لیزر • اپتیک لیزر منفرد • نور ساختاری • محدود کننده نوری • عناصر نوری و لیزری بر اساس مواد نانوساختار • اپتیک و الکترواپتیک کریستال های مایع

چشم پزشکی

چشم پزشکی

دید بیولوژیکی

میکروسکوپ پیشرفته

کنتراست نوری In Vitro و In Vivo

علوم اعصاب و مغز

تحریک و درمان

گیربکس های نوری پرسرعت

چشم پزشکی مطالعه شرایط پزشکی مربوط به چشم است.

اسکن لیزری افتالموسکوپی (SLO) تغییری را در تکنیک عکاسی نشان داد که از اصل روشن کردن تنها یک نقطه کوچک از شبکیه با نور لیزر همسو شده که از مرکز مردمک هدایت می‌شود و انعکاس‌های کل اطراف آن در محدوده مردمک را به تصویر می‌کشید، استفاده می‌کرد. .

توموگرافی انسجام نوری (OCT) بعد جایگزینی را به تصویربرداری شبکیه با قدرت ایجاد تصاویر مقطعی از بافت شبکیه به وضوح محوری زیر میکرون و نفوذ میلی متری با استفاده از تکنیک تداخل انسجام کم همراه با نور پهن باند اضافه کرد. دامنه زمان در ابتدا و بعداً تکنیک‌های OCT دامنه فوریه وضوح محوری سطح مقطع بافت را بهبود بخشیدند.

اپتیک تطبیقی:

اپتیک تطبیقی ​​(AO) در ابتدا برای بخش نجوم توسعه داده شد تا از انحرافات تاری تصویر ناشی از انتشار جبهه موج در جو زمین خلاص شود. اختراع چشمی مستقیم به مطالعه بیماری های شبکیه چشم با دانش برگشت پذیری پرتوها و مشاهده پاراکسیال کمک کرد.

پیشرفت بیشتر، افتالموسکوپ غیرمستقیم بود که به پرتوها اجازه می داد با استفاده از یک سیستم معادل که نور را به سمت توجه همگرا می کرد، تصاویر واقعی بسازند. برخلاف تصویربرداری از اشیاء روزمره، تصویربرداری از شبکیه به اندازه مردمک ورودی محدود می‌شود و اشعه‌های خروجی که تصویر می‌شوند با اندازه همان مردمک خروجی محدود می‌شوند.

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

توموگرافی انسجام نوری (OCT)

1. فناوری جدید، دستگاه ها، روش ها و مدل ها

اپتیک تطبیقی

تصویربرداری با سرعت بالا

تصویربرداری با وضوح بالا

پروب های تصویربرداری و سنجش (کاتتر، آندوسکوپ، پروب تصویربرداری مغز و غیره)

2. چند وجهی

سونوگرافی

فلورسانس

طیف سنجی

فوتو آکوستیک

بریلوین

سیستم های یکپارچه

3. OCT عملکردی

داپلر

اپتورتینوگرافی

قطبی شدن

الاستوگرافی

حساس به فاز

طیف سنجی

عوامل کنتراست

کنتراست پویا سلولی

دینامیک لکه

4. پردازش سیگنال و تصویر

لک زدایی

تقسیم بندی

رویکردهای یادگیری ماشینی

هوش مصنوعی

طبقه بندی بافت خودکار

تشخیص

5. کم هزینه، سیستم های OCT کوچک

برنامه های OCT در کشورهای در حال توسعه و مناطق کم منابع

اجزای سیستم OCT مبتنی بر تراشه

سیستم های تشخیصی خانگی (خود).

6. کاربردهای پیش بالینی و بالینی

مدل های حیوانی

تصویربرداری بافت بیولوژیکی ex-vivo و in-vitro

تصویربرداری از انسان

راهنمایی جراحی

تصویربرداری تشخیصی

چالش‌هایی برای ترجمه in vivo

اپتیک و مغز

5. اپتوژنتیک، رمزگذاری ژنتیکی، و کاوشگرهای جدید

سخت افزار اپتود و الکترود برای تحریک و/یا ضبط

استفاده از میکروسکوپ های مینیاتوری با اپتوژنتیک

نشانگرهای کلسیم و ولتاژ رمزگذاری شده ژنتیکی

اشکال جدید کنتراست عملکردی

استراتژی های ژنتیکی جدید برای اپتوژنتیک

مدل سازی و غلبه بر پراکندگی در اپتوژنتیک

چالش های افزایش اپتوژنتیک به پستانداران غیر انسانی

6. پراکندگی، پاکسازی، و مهندسی جبهه موج

پیشرفت در میکروسکوپ ورق نوری

تکنیک‌های جدید برای تصویربرداری و تحریک مغز در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی

گورخرماهی، مگس سرکه و موجودات کوچک مشابه

تکنیک های پاکسازی و تصویربرداری ساختاری، حیوان به انسان

مدیریت داده های نوری و استراتژی های تجزیه و تحلیل

استراتژی های چند فوتونی برای تصویربرداری عمیق تر

استراتژی های اپتیک تطبیقی

7. فیزیولوژی و بیماری مغز

استفاده از طیف‌سنجی نوری و سیستم‌های تصویربرداری برای مطالعه مغز در سلامت و بیماری (مانند آلزایمر، سکته مغزی، صرع و غیره)

مدل های بیماری مغز و ابزارهای نوری

فتوترومبوز

درمان نوری

فتودینامیک درمانی

8. ابزار کلان داده (جمع آوری، مدیریت، کاهش، تجزیه و تحلیل)

استراتژی های تصویربرداری سریع

تصویربرداری برش های سریال

میکروسکوپ های میدان دید بزرگ و پهنای باند فضا

استراتژی های فشرده سازی

ابزارهای مدیریت داده ها

فراگیری ماشین

ابزارهای نرم افزاری و فرمت های داده

9. هیبریدهای نوری

فوتوآکوستیک / اپتوآکوستیک

رویکردهای آکوستو-اپتیک

مدولاسیون صوتی فعالیت عصبی

ترکیبی نوری / PET / CT / MRI

ترکیبی الکتریکی/نوری

اپتیک و مغز

اپتیک و مغز

1. اپتیک در مغز انسان

طیف‌سنجی نزدیک مادون قرمز عملکردی (fNIRS) و توموگرافی نوری منتشر (DOT)

طیف سنجی همبستگی پراکنده.

سیستم های پوشیدنی

رابط های کامپیوتری مغز

تصویربرداری نوری مغز داخل جراحی

پروب های فیبر نوری، طیف سنجی و تصویربرداری آندوسکوپی

مدولاسیون نوری سیستم عصبی مرکزی انسان

عصب شناسی شبکیه

کنتراست لکه ای

مدل سازی عروق و متابولیک

کاربردهای بالینی

عوامل نوری ترجمه (اپتوژنتیک، شاخص های کلسیم، پروب های مولکولی)

2. بازاندیشی الگوهای اسکن و شکل دادن به نور

میکروسکوپ ورق نوری

مهندسی جبهه موج

اپتیک تطبیقی

روشنایی ساختار یافته

تمرکز زمانی

شکل دهی تیر غیر گاوسی (بسل، دونات، هوا و غیره...)

3. تکنیک های ساختاری و فوق رزولوشن

تکنیک های بهبود وضوح

طراحی و بهینه سازی فلوروفورها

استفاده از وضوح فوق العاده

ردیابی ذرات

فرآیندهای مولکولی و بیوفیزیکی

4. تجزیه و تحلیل مدار، عملکرد شبکه و پردازش اطلاعات

سیستم های مدل برای مطالعات شبکه

رویکردهای تئوری- تجربی ترکیبی برای تحلیل شبکه

مدل های استنتاج شبکه

استراتژی های تصویربرداری بهینه شده برای تجزیه و تحلیل شبکه

رمزگشایی توابع از داده های فعالیت

تصویربرداری چند مقیاسی از فعالیت مغز

میکروسکوپ عملکردی

میکروسکوپ های پوشیدنی

میکروسکوپ الکتریکی / نوری هیبریدی.

اپتیک تطبیقی

4.1 سیستم های تصویربرداری

4.1.1 سیستم های تصویربرداری نجومی

                        4.1.1.1 اپتیک تطبیقی ​​منفرد مزدوج

4.1.1.2 اپتیک تطبیقی ​​چند کونژوگه

4.1.1.3 گسترش میدان دید با اصلاح اتمسفر لایه گرا گسسته

4.1.1.4 گسترش میدان دید با توزیع پیوسته (توموگرافی) تصحیح اتمسفر

4.1.1.5 اپتیک تطبیقی ​​شدید برای تصویربرداری سیاره فراخورشیدی

4.1.1.6 تاج نگاری ها

4.1.1.7 اپتیک تطبیقی ​​خورشیدی

4.1.1.8 مقایسه سیستم های تصویربرداری نجومی

4.1.2 تصویربرداری زیست پزشکی و شبکیه

4.1.2.1 اپتیک تطبیقی ​​معمولی

4.1.2.2 توموگرافی انسجام نوری

4.1.2.2.1 OCT دامنه زمانی

4.1.2.2.2 دامنه فرکانس OCT

4.1.2.3 لیزر اسکن چشم پزشکی

4.1.2.4 SLO همراه با OCT

4.1.3 میکروسکوپ

4.1.4 مترولوژی

4.1.5 خودمختاری و هوش مصنوعی

4.2 سیستم های انتشار پرتو

4.2.1 سیستم های حلقه هدف

4.2.2 سیستم های پاکسازی پرتو حلقه محلی

4.2.3 سیستم های حالت مشترک مسیر مشترک

4.2.4 ترکیب پرتو

4.2.5 مفاهیم جایگزین

4.2.6 مزایا و معایب رویکردهای مختلف

4.2.7 سیستم های ارتباطات لیزری فضای آزاد

4.2.7.1 محو شدن و از دست دادن انتقال

4.2.7.2 نرخ خطای بیت

4.2.7.3 شبکه کوانتومی

4.2.7.4 شکل دهی پرتو برای گرداب های نوری یا تکانه زاویه ای مداری

4.2.7.5 انتقال زمان/فرکانس نوری

4.2.8 سیستم های تصویربرداری مسیر افقی

4.3 تولید

4.4 اپتیک تطبیقی ​​غیر متعارف

4.4.1 اپتیک غیرخطی

4.4.2 پراکندگی فوتون الاستیک، DFWM

4.4.3 پراکندگی فوتون غیر کشسان (پراکندگی رامان و بریلوین)

4.5 مهندسی سیستم

4.5.1 الزامات عملکرد سیستم:

4.5.2 خواص پرتو جبرانی:

اپتیک تطبیقی

فصل 3 جبران اپتیک تطبیقی

3.1 ترکیب فاز

3.2 محدودیت های صرف فاز

3.2.1 خطای tilt/jitter آشفتگی

3.2.2 خطای مکانی مرتبه بالاتر آشفتگی

             3.2.2.1 تحلیل مودال

3.2.2.2 تجزیه و تحلیل منطقه ای - خطای فیتینگ تصحیح کننده

3.2.3 خطای زمانی آشفتگی

3.2.4 محدودیت های نویز حسگر

3.2.5 جبران گلدهی حرارتی

3.2.6 آنیسوپلاناتیسم

3.2.7 نویز نوری - Speckle

3.2.8 نویز نوری - پراکندگی و نور سرگردان

3.3 ستاره های راهنمای مصنوعی

3.3.1 ستاره های راهنمای ریلی

3.3.2 ستاره های راهنمای سدیم

3.3.3 لیزر برای ستاره های راهنما

3.4 ترکیب محدودیت ها

3.5 تجزیه و تحلیل خطی

3.5.1 جبهه موج های تصادفی

3.5.2 جبهه موج های قطعی

3.6 صرف فاز جزئی

3.7 مدل سازی

تمرین طراحی: توسعه نیازهای سیستم AO

3.8 پرسش ها و مشکلات

منابع

فصل 4 کاربردها و سیستم های اپتیک تطبیقی

اپتیک تطبیقی

فصل 1 تاریخچه و پیشینه

1.1 مقدمه

1.2 تاریخچه

1.3 اپتیک فیزیکی

1.3.1 انتشار با انحرافات

1.3.2 تصویربرداری با انحرافات

1.3.3 نمایش جبهه موج

1.3.3.1 نمایش سری Power

1.3.3.2 سری Zernike

1.3.3.3 چند جمله ای های حلقوی زرنیک

1.3.3.4 کمترین حالت های انحراف

1.3.4 تداخل

1.4 رادیومتری

1.4.1 زاویه جامد

1.4.2 انتقال تشعشع

1.5 اصطلاحات در اپتیک تطبیقی

اندازه نقطه

واگرایی پرتو

کیفیت پرتو

عصبانیت

قدرت در سطل

روشنایی

روشنایی نجومی

دیدن

فلوئنس

تمرین طراحی: مشخصات تلسکوپ

1.6 پرسش ها و مشکلات

منابع

فصل 2 منابع انحرافات

2.1 آشفتگی اتمسفر

2.1.1 انکسار

2.1.2 نمایش های آماری

2.1.3 ثابت ساختار ضریب شکست

2.1.4 اثرات آشفتگی

2.1.4.1 طول انسجام فرید

2.1.4.2 سوسوزن

2.1.4.3 پرتو پرتو یا شیب

2.1.4.4 تغییرات فاز مرتبه بالاتر

2.1.4.5 پارگی فاز و نقاط شاخه

2.1.5 توربولانس MTF

2.1.6 چند لایه آشفتگی

2.2 محیط های دریایی

              2.2.1 لایه دریایی

               2.2.2 جلوه های زیر آب

2.3 گلدهی حرارتی

2.3.1 قدرت شکوفایی و قدرت بحرانی

2.3.2 آشفتگی، لرزش، و شکوفایی حرارتی

2.4 هوا-اپتیک

2.5 منابع غیر جوی

2.5.1 ناهماهنگی های نوری و لرزش

2.5.2 پلتفرم حرکت

2.5.3 اپتیک بزرگ: تقسیم بندی و فازبندی

2.5.4 اعوجاج حرارتی ناشی از نور

2.5.5 افت جاذبه

2.5.6. ساخت و خطاهای ریز

2.5.7 سایر منابع انحرافات

2.5.8 انحرافات در تشدید کننده های لیزری و رسانه های لیزری

2.5.9 خواص نوری زجاجیه و مایع آبکی چشم

تمرین طراحی: عملکرد تلسکوپ جبران نشده

2.6 سؤالات و مشکلات

منابع

اصول اپتیک تطبیقی

توضیحات کتاب

اصول اپتیک تطبیقی مبانی، اصول و کاربردهای اپتیک تطبیقی (AO) و فناوری‌های توانمندکننده آن را تشریح می‌کند. این کتاب درسی برجسته به مبانی AO در هسته نجوم، لیزرهای پرانرژی، تصویربرداری زیست پزشکی و ارتباطات نوری می پردازد.

ویژگی های کلیدی:

مثال های متعددی برای توضیح و حمایت از اصول اساسی

صدها مرجع جدید برای پشتیبانی از موضوعاتی که به آنها پرداخته می شود

سوالات و تمرینات پایان فصل

یک مثال طراحی سیستم کامل که در هر فصل به عنوان مطالب جدید معرفی می شود