Name: טכניקת ריבוב הזמן Super פתרון הדמיה מפלטפורמה נעה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-12T22:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 25 s
Description: למד טכניקת ריבוב זמן פסיבית להגדלת סינתטית של צמצם עדשה במערכת הדמיה נעה. השיטה משלבת אופטיקה וחישובים מספריים להשגת רזולוציה על-אופטית ביישומי הדמיה אוויריים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אף לא אחד

1. יישור התקנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל על ידי בערך יישור הלייזר, expender הקורה, העדשה, והמצלמה על אותו הציר, זה יהיה הציר האופטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הלייזר (ללא יעד USAT), ולוודא כי האור עובר דרך מרכז העדשה. השתמש איריס צמצם כדי לאמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המצלמה, ולוודא כי האור מתמקד במרכז המצלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Shift בחזרה את המצלמה, תוך שימוש בשלב z ליניארי. מאחר שהרשת הולכת מחוץ לפוקוס, נקודת האור תגדל. ודא כי מרכז המקום נותר באותה התנוחה לרוחב. אם לא, לשנות בזהירות את עמדתה של מערכת ההדמיה ולחזור על פעולה זו עד למקום נשאר באותו מיקום המרחבי, עד לרמת הפיקסל. </li></ol> 2. הדמיה בשלושה מטוסי Defocus <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את יעד המבחן מול expender הקורה. הנח את היעד כך שהאור שעובר דרכו יעבור המחוספס מרכז העדשה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכידת תמונה. תמונה זו תהיה נקודת עוגן, ומיקומו יהיה z 0, x 0 (כל התמונות האחרות תהיה בהתייחסות למיקומו). תמונה זו תהיה אני 1, ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Shift גב המצלמה (באמצעות שלב z ליניארי) למרחק של DZ = 5.08 מ&quot;מ (או 0.2 ב) וללכוד את תמונה. תמונה זו תהיה לי 2, ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Shift בחזרה את המצלמה מרחוק אחר של DZ = 5.08 מ&quot;מ (10.16 מ&quot;מ יחסית לz 0) וללכוד את תמונה. תמונה זו תהיה לי 3, ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור לz 0. </li></ol> 3. סריקת צמצם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Shift מערכת ההדמיה כולו רוחבי (שימוש בשלב x ליניארי) למרחק של DX = 2.5 מ&quot;מ וללכוד תמונה. תמונה זו תהיה 1 אני,. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך בפרוטוקול 2. Shift גב המצלמה (באמצעות שלב z ליניארי) למרחק של DZ = 5.08 מ&quot;מ, וללכוד תמונה (אני 2, א). Shift בחזרה המצלמה דואר מרחק נוסף של DZ = 5.08 מ&quot;מ, וללכוד תמונה (אני 3, א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו, לחזור על התהליך עבור הצד השני. Shift מערכת ההדמיה מרחק של DX = -2.5 מ&quot;מ וללכוד סדרה של שלוש תמונות בשלוש עמדות z (אני 1-3, ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור לz 0, x 0. </li></ol> 4. אחזור שלב (חישוב מספרי) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש במטוסי השיטה שלוש 14, ותמונות שאני 1-3, b, לאחזר את השלב האופטי של תמונה שאני 1, ב. שימוש בשלב שיוחזר, להגדיר ש 1, ב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח על מקדם המתאם ביני 1, B ו | ש 1, ב | 2, על מנת לוודא שהתהליך החוזר ונשנה אינו מתכנס. כדי לעשות זאת, השתמש בפונקציה &#39;corr2&#39; בMATLAB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך אחזור השלב ל1-3, ואני 1-3, ג. </li></ol> 5. תמונה נפתרה סופר (חישוב מספרי) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Uלשיר התפשטות מקום פנויה פרנל (הפדרציה) נפרד 15, חזרה להפיץ את השדות q 1, AC למישור העדשה. שדות אלו יהיו עדשות E, + AC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכפל את השדות וכתוצאה מכך עדשת E, + ac ידי exp (+ πix 0 2) / λf), על מנת להעביר בחזרה דרך העדשה. שדות אלו יהיו עדשות E, AC -. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת למקם את עדשת E שדה, במיקום המקורי שלה, להסיט אותו רוחבי מרחק של DX = 2.5 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת למקם את עדשת E שדה, ג במיקום המקורי שלה, להסיט אותו רוחבי מרחק של DX = -2.5 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיכום שלושה השדות E עדשה, ac, על מנת לשלב אותם, וסינטטי להגדיל את גודל הצמצם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכפל את השדה וכתוצאה מכך על ידי exp (-πix 0 2) / λf), ושטח פנוי להפיץ אותו למטוס תמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיפור רזולוציה על ידי o גורםו 3 בכיוון הסריקה צריך להיות עדים. </li></ol>

<ol><li>De Loor, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Possibilities+and+uses+of+radar+and+thermal+infrared+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Photogrammetria%22%5BJournal%5D)">Possibilities and uses of radar and thermal infrared systems.</a> Photogrammetria. 24, 43-58 (1969).</li>
<li>Simonett, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+sensing+with+imaging+radar%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Geoforum%22%5BJournal%5D)">Remote sensing with imaging radar: A review.</a> Geoforum. , 61-74 (1970).</li>
<li>Born, M., Wolf, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBorn%2C+M+%22Principles+of+optics%3A+electromagnetic+theory+of+propagation%2C+interference+and+diffraction+of+light%22">Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light</a>. , Cambridge University Press. (1999).</li>
<li>Wiley, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+aperture+radars-a+paradigm+for+technology+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Aerospace+Elec.+Sys%22%5BJournal%5D)">Synthetic aperture radars-a paradigm for technology evolution.</a> IEEE Trans. Aerospace Elec. Sys. 21, 440-443 (1985).</li>
<li>Brown, W., Porcello, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrown%2C+W+%22An+introduction+to+synthetic-aperture+radar%22">An introduction to synthetic-aperture radar</a>. , Spectrum, IEEE. 52-62 (1969).</li>
<li>Cheney, M., Borden, B. Fundamentals of Radar Imaging. Siam. , (2008).</li>
<li>Otto, R., Fritz, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Die+lehre+von+der+bildentstehung+im+mikroskop+von+Ernst+Abbe%5BTitle%5D)+AND+%22Vieweg+Braunschweig%22%5BJournal%5D)">Die lehre von der bildentstehung im mikroskop von Ernst Abbe.</a> Vieweg Braunschweig. , (1910).</li>
<li>Gerchberg, W. R., Saxton, W. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+algorithm+for+the+determination+of+phase+from+image+and+diffraction+plane+pictures%5BTitle%5D)+AND+%22Optik%22%5BJournal%5D)">A practical algorithm for the determination of phase from image and diffraction plane pictures.</a> Optik. 35, 237-246 (1972).</li>
<li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">A method for the solution of the phase problem in electron microscopy.</a> J. Phys. D Appl. Phys. 6, (1973).</li>
<li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+examination+of+an+iterative+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+optics+and+electron+optics%3A+I.+Test+calculations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics: I. Test calculations.</a> J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2200-2216 (1973).</li>
<li>Misell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+examination+of+an+iterative+method+for+the+solution+of+the+phase+problem+in+optics+and+electron+optics%5BTitle%5D)+AND+%22II.+Sources+of+error.+J.+Phys.+D+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">An examination of an iterative method for the solution of the phase problem in optics and electron optics.</a> II. Sources of error. J. Phys. D Appl. Phys. 6, 2217-2225 (1973).</li>
<li>Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstruction+of+an+object+from+the+modulus+of+its+Fourier+transform%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Lett%22%5BJournal%5D)">Reconstruction of an object from the modulus of its Fourier transform.</a> Optics Lett. 3, 27-29 (1978).</li>
<li>Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+retrieval+algorithms%3A+a+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Optics%22%5BJournal%5D)">Phase retrieval algorithms: a comparison.</a> Appl. Optics. 21, 2758-2769 (1982).</li>
<li>Gur, E., Zalevsky, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image+deblurring+through+static+or+time-varying+random+perturbation+medium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electron.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Image deblurring through static or time-varying random perturbation medium.</a> J. Electron. Imaging. 18, 033016-03 (2009).</li>
<li>Goodman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introduction+to+Fourier+Optics%5BTitle%5D)+AND+%22Roberts+%26+Company%22%5BJournal%5D)">Introduction to Fourier Optics.</a> Roberts & Company. , (2005).</li>
<li>Tippie, A. E., Kumar, A., Fienup, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+synthetic-aperture+digital+holography+with+digital+phase+and+pupil+correction%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High-resolution synthetic-aperture digital holography with digital phase and pupil correction.</a> Optics Express. 19, 12027-12038 (2011).</li>
<li>Lim, S., Choi, K., Hahn, J., Marks, D. L., Brady, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-based+registration+for+synthetic+aperture+holography%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Image-based registration for synthetic aperture holography.</a> Optics Express. 19, 11716-11731 (2011).</li>
</ol>

אין מה לחשוף.

מכ&quot;מ האופטי הסינתטי צמצם הקונספט (OSAR) שמוצג במאמר זה הוא גישת סופר נפתר חדשה המשתמשת באלגוריתם GS וטכניקת סריקה על מנת לשפר את הרזולוציה המרחבית של אובייקט בכיוון של הסריקה. התנועה של פלטפורמת ההדמיה יכולה להיות עצמית שנוצר תוך השימוש בפלטפורמה מוטסת או בלווין. שלא כמו טכניקות SR ריבוב הזמן רבות, השיטה שלנו אינה דורשת כל מידע מראש של האובייקט, מלבד העובדה שזה נייח במהלך תהליך ההדמיה. הטכניקה המוצעת מיועדת לשיפור רזולוציה בפקטור של 3, בכיוון הסריקה. השיפור בפקטור של...

בתחום ההדמיה רדאר, קרן זווית צרה של תדר רדיו דופק (RF) מועברת באמצעות אנטנה כי הוא רכוב על פלטפורמה. אות המכ&quot;ם משדרת בכיוון מסתכל בצד לכיוון 1,2 פני השטח. האות המוחזר הוא backscattered מהשטח, והוא קיבל על ידי אותה האנטנה 2. הם קיבלו האותות מומרים לתמונת המכ&quot;ם. במכ&quot;ם אמיתי צמצם (RAR) הרזולוציה בכיוון אזימוט היא פרופורציונלית לאורך גל ועומדים ביחס הפוך לממד הצמצם 3. כך, אנטנה גדולה יותר נדרשת לפתרון אזימוט גבוה יותר. עם זאת, קשה לצרף אנטנה גדולה לפלטפורמות נעות כגון מטוסים ולווינים. ב -1951 4 יילי הציע טכניקה חדשה רדאר הנקראת מכ&quot;ם מפתח סינטטי (SAR), המשתמשת באפקט דופלר שנוצר על ידי התנועה של פלטפורמת ההדמיה. בSAR, משרעת כמו גם את השלב של האות נקלטת נרשמים 5 </sup&gt;. זה אפשרי שכן התדר האופטי SAR הוא כ 1-100 GHz 6 והשלב נרשם באמצעות מהוד מקומי התייחסות מותקנת על גבי הפלטפורמה. בהדמיה אופטית, אורכי גל קצרים יותר נמצאים בשימוש, כגון הגלוי ואינפרא האדום הקרוב (NIR), המהווה כ 1 מיקרומטר, כלומר בתדירות של כ 10 14 הרץ. עוצמת השדה, ולא את השדה עצמו, הוא שיראו שכן השינויים האופטיים שלב מהר מדי לגילוי באמצעות גלאים מבוססים סיליקון סטנדרטי. בעוד הדמיה אובייקט דרך מערכת אופטית, הצמצם של עדשת משמש כנמוך לעבור סינון. לפיכך, מידע מרחבי בתדירות גבוהה של האובייקט אבוד 7. במאמר זה אנו שואפים לפתור כל אחת מהבעיות שהוזכרו לעיל בנפרד, כלומר השלב שאבד ואת השפעת גבול השתברות. Gerchberg וסקסטון (GS) 8 הציעו כי השלב האופטי ניתן retrieved באמצעות תהליך חוזר ונשנה. Misell 9-11 האריך את האלגוריתם לכל שני מטוסי קלט ופלט. גישות אלו הוכיחו להתכנס להפצת שלב עם שגיאה מרובעת ממוצעת מינימאלית (MSE) 12,13. גור ו14 זלבסקי הציגו שיטת מטוסים שלוש אשר משפרת את אלגוריתם Misell. אנו מציעים ולהדגים בניסוי שמשחזר את השלב תוך הסטת עדשת ההדמיה, כפי שנעשה עם האנטנה ביישום SAR מאפשר לנו להגדיל באופן סינטטי בגודל האפקטיבי של הצמצם לאורך ציר הסריקה וסופו של דבר לשפר את רזולוציית ההדמיה הביאה. היישום של ה-SAR בהדמיה אופטית באמצעות אינטרפרומטריה והולוגרפיה ידוע 16,17. עם זאת, השיטה המוצעת נועדה לחיקוי פלטפורמת הדמיה סריקה, מה שהופך אותו מתאים להדמית noncoherent (כגון פלטפורמה מוטסת למראה צד). לכן, הרעיון של הולוגרפיה, WHIch משתמש בקרן ייחוס, אינו מתאים ליישום כזה. במקום זאת, אלגוריתם Gerchberg-סקסטון המתוקן משמש כדי לאחזר את השלב.

<table><tbody><tr><td>מודול לייזר אדום</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=LDM635">LDM635</a></td><td></td></tr><tr><td>10X Galilean Beam Expander</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=BE10M-A">BE10M-A</a></td><td></td></tr><tr><td>Negative 1951 USAF Test Target</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=R3L3S1N">R3L3S1N</a></td><td></td></tr><tr><td>מחזיק מסנן עבור 2 במסננים מרובעים</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=FH2">FH2</a></td><td></td></tr><tr><td>1 בשלב התרגום הליניארי</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=PT1">PT1</a></td><td>2x</td></tr><tr><td>תושבת עדשה עבור &Oslash; 1 באופטיקה</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=LMR1">LMR1</a></td><td></td></tr><tr><td>Lens f = 100.0 מ"מ</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=AC254-100-A">AC254-100-A</a></td><td></td></tr><tr><td>Graduated Ring-Activated Iris Diaphragm</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm? partnumber=SM1D12C">SM1D12C</a></td><td></td></tr><tr><td>2.5 מ"מ x 2.5 מ"מ צמצם ו-Oslash; 1 בייצור</td><td></td><td></td><td>פנימי</td></tr><tr><td>מצלמת CMOS ברזולוציה גבוהה</td><td>Thorlabs</td><td><a href="http://thorlabs.com/thorProduct.cfm?partNumber=DCC1545M">DCC1545M</a></td><td></td></tr></tbody></table>

טכניקת ריבוב הזמן super פתרון הדמיה מפלטפורמה נעה

Time Multiplexing Super Resolving Technique for Imaging from a Moving Platform

אנו מציעים שיטה להגדלת הרזולוציה של אובייקט והתגברות על גבול ההשתברות של מערכת אופטית המותקנת בחלק העליון של מערכת הדמיה בתנועה, כגון פלטפורמה או בלווין הנישאים באוויר. שיפור הרזולוציה מתקבל בתהליך בן שני שלבים. ראשית, שלוש תמונות שונות וחסרות מיקוד ברזולוציה נמוכה נמצאים בשבי והשלב האופטי מאוחזר באמצעות אלגוריתם איטרטיבי משופר המבוסס Gerchberg-סקסטון. אחזור השלב מאפשר מבחינה מספרית בחזרה כדי להפיץ את השדה למטוס הצמצם. שנית, מערכת ההדמיה מוסטת והצעד הראשון חוזר על עצמו. השדות אופטיים שהושגו במטוס הצמצם משולבים וצמצם עדשה מוגברת סינטטי מופק לאורך כיוון התנועה, מניב הדמיה ברזולוציה גבוהה יותר. השיטה דומה לגישה ידועה ממשטר המיקרוגל נקראת המכ&quot;מ מיפתח סינטטי (SAR) שבגודל האנטנה מוגבר סינטטי לאורך הרציףכיוון התפשטות. השיטה המוצעת מודגמת באמצעות ניסוי מעבדה.

<html> דוגמא לתשע תמונות שנתפסו (שלוש תמונות defocus בשלוש עמדות לרוחב) מוצגת באיור 3. דוגמא להתכנסות GS מוצגת באיור 4. מקדם המתאם לדימוי המרכזי שאני 1, B הוא מעל 0.95, ומקדם מתאם לתמונות הצד אני 1, ואני 1, ג הוא מעל 0.85 (בסימולציה נומרית מלאה כל מה שהם עברו 0.99). תוצאת נציג לתמ...

שיטה להתגברות על גבול ההשתברות האופטית מוצגת. השיטה כוללת תהליך בן שני שלבים: שלב אחזור אופטי באמצעות אלגוריתם Gerchberg-סקסטון חוזר ונשנה, והסטת מערכת הדמיה ואחריו חזרה על הצעד הראשון. צמצם עדשה מוגברת סינטטי מופק לאורך כיוון התנועה, מניב הדמיה ברזולוציה גבוהה יותר.

טכניקת ריבוב הזמן Super פתרון הדמיה מפלטפורמה נעה

We propose a method for increasing the resolution of an object and overcoming the diffraction limit of an optical system installed on top of a moving ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להגדיל באופן סינתטי את מפתח העדשה של פלטפורמת דימוי סורקת. הדבר מושג תחילה על ידי לכידה של שלוש תמונות ברזולוציה נמוכה של יעד, עם מיקוד שונה (defocused), תוך כדי תנועה לאורך הציר האופטי של המערכת. השלב השני הוא להזיז את כל מערכת הדימוי באופן מאונך, ולאחר מכן ללכוד שלוש תמונות מפוסיק במיקוד של היעד.בשלב הבא, העבירו את מערכת ההדמיה לצדו השני של הציר האופטי וצלמו שלוש תמונות מטושטשות (defocused) נוספות של המטרה. השלב הסופי הוא שחזור נומרי של הפאזות האופטיות על מנת לקבוע את השדות האופטיים, ולאחר מכן שילובם באופן נכון כדי להשיג תמונה ברזולוציה גבוהה (super resolved). בסופו של דבר, נוצרת פתח עדשה מוגדל סינתטית לאורך כיוון התנועה, מה שמעניק רזולוציית הדמיה גבוהה יותר.היתרון העיקרי של הטכניקה המוצעת על פני גישות אחרות לרזולוציה-על באמצעות ריבוי זמן (time multiplexing super resolving) הוא שהטכניקה שלנו פסיבית, ולכן היא אינה דורשת הקרנה של תבניות קידוד שאינן נעשה בהן שימוש מאוחר יותר כדי להשיג את תמונת הרזולוציה-על. ניסוי זה מבוצע בדרך כלל בחשיכה יחסית. עם זאת, חלק מהסרטון צולם כאשר האור דולק כדי להמחיש טוב יותר את הפרוטוקול. התחילו את ההקמה ביישור גס של עדשת מרחיב קרן הלייזר והמצלמה על אותו ציר אופטי. התקינו הן את העדשה והן את המצלמה על במה להזזה (translation stage) כדי לאפשר תנועות עדינות בניצב לציר האופטי.בנוסף, התקינו את המצלמה על במה עם תנועה מקבילה (translation stage) עבור תנועות קטנות במקביל לציר האופטי. הדליקו את הלייזר והשתמשו בצמצם (aperture iris) כדי לוודא שהאור עובר דרך מרכז העדשה. לאחר מכן, הדליקו את המצלמה והשתמשו בבמת Z הליניארית כדי לבדוק את יישור קרן הלייזר.כאשר המערכת מכוונת, פוקוס לא מדויק (defocusing) של המצלמה יגרום רק לשינוי בגודל הכתם, אך לא יגרום להסטה צדית שלו. לאחר השלמת הכיוון, הכניסו מטרה לבדיקה של US Air Force לפני מרחיב האלומה. מקמו את המטרה כך שהאור העובר דרכה יעבור דרך מרכז העדשה.השתמשו בבמה הליניארית של ציר Z כדי למקד את המטרה. מיקום ה-xz הראשוני הזה של המצלמה ישמש כנקודת העגינה. לאחר השגת מיקוד, הכניסו את הצמצם הריבוע של 0.1 inch וצלמו את התמונה הראשונה של המטרה.כעת כוון את במהלת ה-Z הלינארית. השתמש בה כדי להרחיק את המצלמה מהמטרה ב-0.2 inches. צלם תמונה שנייה של המטרה, והרחק את המצלמה ב-0.2 inches נוספים.צלם תמונה שלישית. שלוש תמונות אלו יכונה סדרה B. החזר את המצלמה לעמדת העיגון המקורית שלה לפני ההמשך.לאחר החזרה לעמדת העגינה, התחל להשתמש בהזזה הליניארית של שלב X. הזז את כל מערכת הדימוג הצידה למרחק חיובי של 0.1 inches. כעת מערכת הדימוג נמצאת מחוץ למרכז קרן הלייזר.צלם תמונה של המטרה ממיקום זה. התאם את במה Z כדי להזיז את המצלמה הרחק מהמטרה ב-0.2 inches. צלם תמונה, ולאחר מכן הזז אותה חזרה ב-0.2 inches נוספים.צ 찍ו תמונה שלישית של המטרה. שלוש תמונות אלו יכונו סדרה A. החזירו את המצלמה לעמדת העיגון.החל ממיקום העיגון, הזז את המצלמה ב-0.1 inches בכיוון השלילי. צלם שלוש תמונות נוספות באותם מיקומי Z כמו בסדרות האחרות. תמונות אלו יהיו סדרה C.מכיוון שהמצלמה לוכדת רק את עוצמת השדה, מידע הפאזה האופטית הולך לאיבוד. כדי לשחזר אותו ולמצוא את השדה האופטי, השתמש בשיטת שלושת המישורים הנומרית. לאחר מציאת השדה האופטי של כל סדרת תמונות, השתמש באינטגרל המרחב החופשי הפנומנלי כדי לבצע פגיבייה (back propagate) של השדה האופטי של סדרה B למיקום העדשה של סדרה A.וודאו שהשדה הוזז כדי לשקף את מיקומו ביחס לציר האופטי. הפגין את השדה האופטי שלו במרחב חופשי עד למישור העדשה. חזרו על אותם שלבים עבור סדרת C מתחת לציר האופטי.סכמו את שלושת השדות כדי לשלב אותם ולהגדיל באופן סינתטי את גודל המפתח. לבסוף, העבירו את השדה המתקבל בהגבלה של מרחב חופשי (free space propagate) אל מישור הדמות. המטרה ששימשה את הניסוי הייתה מטרה השלילית 1951 USAF המוצגת כאן בתמונה ברזולוציה גבוהה.השוו זאת לתמונת הרזולוציה הנמוכה שצולמה במיקום העגינה על הציר האופטי. אף אחד מפסי הרזולוציה אינו נראה בתמונה בעלת הרזולוציה הגבוהה (super resolved). הפסים האנכיים נראים עד לאלמנט השלישי מימין.מכיוון שהמפתח הוגדל רק בכיוון האופקי X, לא חל שיפור ברזולוציה של הפסים האופקיים. לאחר צפייה בסרטון זה, אמורה להיות לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו מערכת רזולוציה-על פסיבית מגדילה באופן סינתטי את מפתח העדשה באמצעות תנועת פלטפורמת ההדמיה וחישוב נומרי. למרות שההדגמה שראיתם בוצעה על שולחן אופטי, הקונספט המוצע הוא ישים עבור מערכות הדמיה אוויריות ממשיות.

time-multiplexing-super-resolving-technique-for-imaging-from-moving

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

מערכות פיצול פליטת מצלמה כפולה למיקרוסקופ פלואורסצנטי שני צבעים ליצור רצפי תמונה בזמן אמת עם רזולוציה אופטית ובזמן חריג, דרישה של מבחני תא חי מסוימים, לרבות מבחני זרימת צלחת קאמרית הידבקות מקבילות. כאשר תוכנה היא מועסק למזג תמונות מערוצי פליטה רכשו בו זמנית, רצפי תמונת pseudocolored מיוצרים.

במקביל לכידת תמונות בזמן אמת בשני ערוצי פליטה באמצעות מערכת פיצול כפולה מצלמה פליטה: יישומים לסלולריים הידבקות

אנו מדגימים את השימוש במיקרוסקופ לוקליזציה של הפעלת פוטו פלואורסצנטי (FPALM) כדי לדמות בו זמנית סוגים מרובים של מולקולות המסומנות באופן פלואורסצנטי בתוך התאים. הטכניקות המתוארות מניבות לוקליזציה של אלפי עד מאות אלפי חלבונים בודדים המסומנים בסימון פלואורסצנטי, עם דיוק של עשרות ננומטרים בתוך תאים בודדים.

הדמיה סימולטנית רב-צבעונית של מבנים ביולוגיים עם מיקרוסקופ לוקליזציה של פוטו-אקטיבציה פלואורסצנטית

אנו מדגימים שיטה לתמונה מולקולות מרובות בתוך מבנים ננו הטרוגניים בדייקנות מולקולה בודדת, תוך שימוש בחוזקה מחודשת ובזהירות של נוגדנים שכותרתו fluorescently.

מאוד מרבב, סופר ברזולוציה הדמיה של תאים T באמצעות madSTORM

גיוס לויקוציטים וטסיות דם מהווה מרכיב חיוני הדרוש לצמיחה יעילה של עורקי בטחונות במהלך העורקים. מיקרוסקופ מולטיפוטון הוא כלי יעיל למעקב אחר דינמיקה של תאים עם רזולוציה מרחבית-טמפורלית גבוהה in vivo ופחות רעילות לאור לחקר גיוס לויקוציטים ואקסטרווסציה במהלך העורקים.

הדמיה תוך-חיונית מולטיפוטון לניטור גיוס לויקוציטים במהלך דלקת עורקים במודל מורין גפיים אחוריות

מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה (SRS) מאפשרת הדמיה ללא תוויות של ביומולקולות המבוססות על הרטט הפנימי שלהם של קשרים כימיים ספציפיים. בפרוטוקול זה, ההתקנה האינסטרומנטלית של מיקרוסקופ פלואורסצנטי משולב של SRS ושני פוטונים מתוארת כדי לדמיין מבנים תאיים בחוט השדרה של עכברים חיים.

In vivo הדמיה של רקמות ביולוגיות עם פלואורסצנטיות דו-פוטונית משולבת ומיקרוסקופיה פיזור ראמאן מגורה

מאמר זה מציג את השילוב של מודול מיקוד ספקטרלי ולייזר פולסים בעל פלט כפול, המאפשר הדמיה היפרספקטרלית מהירה של ננו-חלקיקי זהב ותאים סרטניים. עבודה זו נועדה להדגים את הפרטים של טכניקות אופטיות רב-מודאליות לא ליניאריות במיקרוסקופ סריקת לייזר סטנדרטי.

הדמיה ביומולקולרית של קליטת תאים של ננו-חלקיקים באמצעות מיקרוסקופיה אופטית רב-מודאלית לא ליניארית

אנו מציגים פרוטוקול לרכישת תמונות כימיות עם מיקרוסקופיית פיזור ראמאן (SRS) בפס רחב. בהתבסס על מיקרוסקופ SRS הפועל עם זיהוי דיפרנציאלי רב-ערוצי-נעילה, הפרוטוקול מתאר את הכנת הדגימה, התאמת מנגנון ה-SRS והכימומטריקה כדי לנטרל מרכיבים שונים של דגימות הטרוגניות מבחינה כימית.

הדמיה כימית מולטיפלקס מבוססת על מיקרוסקופיית פיזור ראמאן מגורה בפס רחב

ניתוח תמונת ברקוד מרובה שיפר לאחרונה את אפיון המיקרו-סביבה של הגידול, ומאפשר מחקרים מקיפים של הרכב התא, המצב התפקודי והאינטראקציות בין התא לתא. במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול צביעה והדמיה באמצעות ברקוד של נוגדנים מצומדים אוליגונוקלאוטידים והדמיית מחזור, המאפשרת שימוש בטכניקת ניתוח תמונה בממד גבוה.

ניתוח תמונת ברקוד מרובה פרופיל חיסוני ואפיון מיפוי מרחבי באנליזה חד-תאית של דגימות רקמת פרפין

מאמר זה מתאר פרוטוקול לאימונופלואורסצנציה מרובה המותאם לאפיון הארכיטקטורה התלת מימדית של גרורות צפק.

הדמיה תלת מימדית של רקמה נושאת גידול באמצעות הלבנה איטרטיבית מרחיבה את גישת המולטיפלקסיות

פרוטוקול זה מפרט את ההליך לביצוע מיקרוסקופ לוקליזציה עמוק של תא שלם, עם מולקולה בודדת (SMLM) באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי בדיסק מסתובב עם הקצאת פוטונים אופטית, ובכך מאפשר הדמיית DNA-PAINT ללא צורך באופטיקה מותאמת אישית או תאורה מורכבת.

דימות סופר-רזולוציה של תא שלם באמצעות DNA-PAINT על דיסק מסתובב עם הקצאת פוטונים אופטית

פרוטוקול זה מפרט את יישומי ההדמיה המתקדמים ואת ניהול המשאבים המשותפים של מערכת מיקרוסקופ קונפוקלי סורקת לייזר, המשולבת עם גלאי מערך מרובה לעיבוד ברזולוציה גבוהה להדמיה תאית ותת-תאית ברזולוציה גבוהה. תהליך העבודה מאפשר הדמיה מולטימודלית מקונפוקלי לרזולוציה סופר (~120 ננומטר) בתוך פלטפורמה אחת, מה שמקל על הדמיה בקנה מידה ננומטר.

דימות ברזולוציה גבוהה וניהול משותף: פרוטוקול למיקרוסקופיה קונפוקלית עם זיהוי מולטיפלקס

למד טכניקת ריבוב זמן פסיבית להגדלת סינתטית של צמצם עדשה במערכת הדמיה נעה. השיטה משלבת אופטיקה וחישובים מספריים להשגת רזולוציה על-אופטית ביישומי הדמיה אוויריים.

טכניקת ריבוב הזמן Super פתרון הדמיה מפלטפורמה נעה

גלה סרטונים נוספים