이 작품은 국립 눈 연구소 4K12EY022299의 관대 한 지원에 의해 지원 되었다 (YMP), 싸움에 대 한 시력-국제 망막 연구 재단 FFS GIA16002 (YMP), 실명 방지 연구에서 무제한 부서 지원 및 미시간 대학 부 안과 고 비주얼 과학. 이 작품 비전 연구 국립 눈 연구소에서 P30 EY007003에 의해 투자를 위한 핵심 센터를 활용.

토끼는 미국 농 무부 (USDA) 종 덮여 있습니다. 엄격한 규정에 따라 생물 의학 연구에 사용 해야 합니다. 모든 토끼 실험 대학 실험실 동물 프로토콜 승인 후 안과 및 비전 연구, 동물의 사용을 위한 ARVO (비전 및 안 과학에 있는 연구를 위한 협회) 문을 따라 수행 했다 위원회 및 동물 (UCUCA) 미시간 대학 (프로토콜 PRO00006486, PI Yannis Paulus)의 사용에.
1. 시스템 구성
<ol><li>Photoacoustic 현미경 (팸)<ol>
<li>맥 박 반복 비율 1 kHz, 펄스 기간 3-6 ns 및 가변 파장 범위 405-2600 nm와 같은 옵티컬 파라메트릭 발진기 (OPO) 레이저를 사용 하 여 PAM. 선택 적절 한 기술 사양 광원으로 다이오드 펌프 고체 레이저에 의해 펌핑.</li>
		<li>570에서 레이저에서 emanating 빔 반영 nm (M1 및 m 2), 두 개의 거울에 의해 반 파 판 감쇄 기 동력된 회전 무대, 그리고 마지막으로 초점, 필터에 통과 그리고 빔 겨냥 틀 (그림 1)에 의해 그것을 당기기. 빔 겨냥 틀의 디자인을 최적화 합니다. 빔 겨냥 틀의 예제 구성 포함 초점 렌즈 L1 (초점 길이 250 m m), 작은 구멍 (직경 50 µ m), 및 collimating 렌즈 L2 (초점 거리 30 m m).</li>
		<li>90/10 (반사/전송)의 분할 비율로 조명을된 빔 빔 스플리터 (BS1) 나눕니다. 펄스 대 펄스 레이저 에너지 모니터링에 대 한 광다이오드에 의해 전송 된 부분을 기록 합니다. 연속적으로 편향 거울 (M3)와 dichroic 거울 (DM) 및 래스터 스캔에 의해 반사 된 부분 2 차원 검 류 계를 사용 하 여. 검 류 계는 공유 구성 요소 스펙트럼 도메인 (SD)-10 월 시스템 (아래 설명 참조).</li>
		<li>망원경을 통해 스캔 한 빔 스캔 렌즈의 구성 제공 (초점 거리 36 m m)와 안과 렌즈 (OL, 초점 거리 10 m m) 마지막으로 토끼 눈 광학에 의해는 저에 그것을 집중.</li>
		<li>적절 한 기술 사양, 예를 들어 중심 주파수와 바늘 모양의 초음파 트랜스듀서를 선택 27 MHz, 양방향 −6 dB 대역폭 60%. 흥분된 photoacoustic 신호를 잡으려고 중앙 시각적인 축에서 결 막 접촉 장소.</li>
		<li>초음파 증폭기를 사용 하 여 신호를 증폭 (예를 들어 57 dB 이득), 저역 통과 필터에 의해 필터링 (예, 차단 주파수 32 m h z), 200 MS/s의 샘플링 속도 고속 디지타이저에 의해 디지털화 하 고.</li>
		<li>파워 미터 위의 토끼 눈 고 ANSI 안전 아래 계속 토끼 각 막에 레이저 펄스 에너지 측정 장소 제한 160 570 nm38에서 뉴저지. 빔 레이저 셔터 동기화 전자 통해 Matlab에서 제어를 사용 하 여 레이저 노출 과도 피하기 위해 차단.</li>
		<li>레이저, 검 류 계, 데이터 수집 (DAQ) 보드를 통해 디지타이저를 동기화 합니다. Matlab에서 시스템 제어 및 데이터 수집에 대 한 소프트웨어 프로그램.</li>
	</ol>
</li>
	<li>스펙트럼-도메인 광학 일관성 단층 촬영 (SD-10 월)<ol>
<li>참고 팔 (그림 1)에 안과 렌즈 (OL) 검사 렌즈 (SL) 후와 조각 분산 보상 유리 (DCG)를 추가 하 여 상업적으로 사용 가능한 시스템에 따라 SD 10 월 시스템을 적응. 수정은 OCT 시스템 토끼 눈의 뒤 세그먼트를 상상할 수 있습니다.</li>
		<li>샘플 팔의 광학 경로 길이와 일치를 보장 하기 위해 참조 팔의 길이 조정 하는 튜브 주택 확대를 사용 합니다. 최대 이미지 대비를 달성 하기 위해 토끼 안구 내부에서 빛의 강도 다시 흩어져와 일치를 보장 하기 위해 참조 복고풍 반영 빛의 강도 제어 하는 조리개를 사용 합니다.</li>
		<li>전 하 결합 소자 (CCD) 카메라는 조명 발광 다이오드 (LED)는 외부 조명 원본으로와 토끼 저의 실시간 시각화를 위한 스캔 머리에 캡슐화를 사용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 시스템 맞춤
<ol><li>초기화는 검 류 계의 위치와 섬유 겨냥 틀 산과 beamsplitter 큐브의 나사를 조정 하 여 OCT 시스템을 맞춥니다. 참고: 단계별 절차 상업적으로 인수 10 월 시스템의 설명서에서 사용할 수 있으며 여기 적용 되지 않습니다. 이 단계는 주로 섬유 겨냥 틀, 참조 팔, 그리고 OCT 시스템의 성능을 최대화 하기 위해 스캔 렌즈의 올바른 정렬입니다.</li>
	<li>공간적으로 레이저 광선을 필터링 하 여 극대 레이저 에너지를 전송 초점 렌즈의 초점 주위 pinhole의 x, y및 z 위치를 조정 합니다. 전후에 그들은 동일을 높이 측정 도구를 사용 하 여 핀 홀 레이저 광선의 높이 확인 합니다.</li>
	<li>편심, 기울기 및 collimating 렌즈 l 2 필터링 된 빔 당기기에 z 위치를 조정 합니다. 빔에 대략 같은 크기와 높이 근처 필드와 끝 필드에서 관찰 될 때.</li>
	<li>공동 축방향 결합 팸 레이저 빔 OCT 광선 미러와 DM의 경사를 조정 하 여. 이 단계 후 팸 레이저와 10 월 빛 완벽 하 게 일치 해야 하 고 토끼 저 스캔 영역 같습니다.</li>
	<li>기울기를 조정 및 올바르게 광학 경로에 정렬 OL 렌즈의 편심. 완료 되 면, 이중 적임 시스템은 이미징에 대 한 준비. 참고: 하나 사용할 수 자동 준 방법이를 위해, 즉, 가벼운 사건으로 같은 길을 따라 다시가 되도록 OL 렌즈 표면에 의해 다시 반영 하는 빛을 확인.</li>
</ol>3. 토끼 준비
<ol><li>동물 시설 및 몸 무게와 동물 번호 기록 개인정보에서 뉴질랜드 화이트 토끼를 가져가 라.</li>
	<li>바디 지원 및 이미징 시스템 아래 광학 테이블에 머리 지원을 포함 한 토끼 플랫폼을 탑재 합니다. 물 순환 난방 담요를 몸에 지원에 넣고 순환 물 온도를 38 ° C의 실험 및 복구 하는 동안 따뜻한 토끼의 체온을 유지할 수 있도록 설정.</li>
	<li>사전 절차 생체 기록 전체 동물 상태, 점 막, 심장 박동, 호흡 속도, 색상과 직장 온도 포함 하 여. 케 타 민 (40 mg/kg)와 근육 (IM) 주사를 통해 xylazine (5 mg/kg)의 혼합물으로 토끼를 anesthetize 하 고 마 취 제 (일정 III 물질)의 사용을 기록 합니다. 마 취 수준 그것의 심장 박동, 호흡 속도, 및 전반적인 상태를 확인 하 여 확인 합니다.</li>
	<li>각 Tropicamide 1% 안과 및 안과 phenylephrine 염 2.5%의 한 방울을 사용 하 여 토끼 눈동자 같은데요</li>
	<li>검 경을 사용 하 여 개최 하는 눈 꺼 풀 방식의 고 방울 눈 각 막 축 축 하 게 윤 활 유를 적용. 국 소 Tetracaine의 한 방울 한 방울 씩 이미징 절차 전에 눈에 0.5%. 참고: 프로시저에 대 한 더 이상 동물을 가능한 불편 절차, 제공 토끼 동물 편안 함을 보장 하기 위해 실험 전에 meloxicam의 피하 주사를 합니다.</li>
</ol>4. SD 10 월 영상
<ol><li>임상 저 카메라의 이미징 플랫폼에 토끼를 전송 고 50도 저, 무료, 빨강과 autofluorescence 이미지 이미징 세션 10 월 전에. 눈의 광학 투명도 확인 하 고 저 그릇 형태와, 시 신경 등 골 수 광선 망막 맥 관 구조를 인식할 수 있습니다.</li>
	<li>OCT 시스템의 플랫폼에 토끼를 전송 하 고 약 하나 OL 아래 눈의 위치를 그것의 자세를 조정 합니다. LED 빛을 사용 하 여 눈을 밝게. 참고: 기술의 임상 번역을 촉진 하기 위하여 토끼 눈은 하지 안정 다른 방법을 사용 하 여 그리고 토끼 머리는 그냥 어떤 고정 없이 머리 지원에.</li>
	<li>10 월 소프트웨어 열고는 저의 CCD 카메라 이미지를 먼저 확인 합니다. 정밀 하 게 높이 헤드 지원 카메라의와 같은 안 혈관과 망막 혈관, 시야 (FOV) 내의 관심사 (ROIs)의 영역을 보장 하기 위해 필요한 경우의 각도 조정 합니다. 참고: 경우 토끼가 좋은 마 취 수준에서 하나의 순차 이미징 세션 지난 수 있습니다 만큼 토끼 머리를 다시 조정 하는 필요 없이 10 분.</li>
	<li>관심의 10 월 B-스캔을 대표 하 고 검색 시작에 직선을 그립니다. OCT 이미지를 시각화 하 고 선명한 이미지를 얻을 10 월 소프트웨어에서 분산 보상 요소 최적화 참조 팔 길이 조정 합니다. 참고: 참조 팔 길이 조정 하는 경우 두 개의 미러 10 월 이미지 표시 됩니다 다른 후 하나. 올바른 이미지 저 해부학의 사전 지식에 따라 구별 될 수 있습니다.</li>
	<li>픽셀 및 평균, 수 등 데이터 수집 매개 변수를 설정 하 고 이미지를 저장 합니다.</li>
	<li>호흡 속도 심장 박동 마 취 수준 및 동물을 추정 하는 토끼의 편안 함. 더 이상 세션에 대 한 보충 케 타 민 또는 흡입된 isoflurane의 1/3 복용량 필요할 때 마 취의 평면을 유지 하기 위해 endotracheal 삽 관 법, V-젤, 또는 얼굴 마스크 간주 수 있습니다.</li>
	<li>각 막 표면 punctate 상피 각 막 표면 탈수를 방지 하는 실험 동안 2 분 마다 눈 속임으로 토끼 각 막을 헹 구 십시오. 모니터링 하 고 기록 동물 생체 매 15 분.</li>
</ol>5입니다. 팸 영상
<ol><li>적절 한 레이저 안전 고글을 착용 하 고 오 포 레이저를 켭니다.</li>
	<li>PAM 제어 소프트웨어를 시작, 대상된 chromophores (헤모글로빈에 대 한예를 들어, 570 nm)의 흡수 봉우리의 레이저 파장을 조정, 검 류 계, 그리고 되도록 토끼 각 막 전에 모니터 레이저 에너지의 위치를 초기화 ANSI 안전 제한 이다입니다.</li>
	<li>3 차원 (3D) 번역 단계에 초음파 트랜스듀서를 탑재 하 고는 저를 가리키는 토끼 결 접촉 트랜스듀서 팁의 위치. 더 나은 부부 변환기 팁과 토끼 결 막 눈 윤 활 유에의 한 방울을 사용 합니다.</li>
	<li>LED 조명 라이트를 켜고 Matlab 소프트웨어를 통해 토끼 저를 시각화.</li>
	<li>설정 검색 투자 수익 (망막 혈관 또는 안 배) 센터와 실제 크기를 포함합니다. 레이저 셔터를 열고 광선의 B-스캔을 시작 합니다. 여 약 변환기 정렬, 검색된 photoacoustic 볼 수 있어야 하나는 오실로스코프에 신호. 그렇지 않은 경우에 각 막의 다른 영역을 스캔 또는 다른 눈에 전환 위의 프로세스를 반복 하 눈 위치를 약간 조정.</li>
	<li>준수 검색된 photoacoustic 오실로스코프에 신호 및 전체 B-스캔에 따라 신호 강도 극대화 하기 위해 변환기 위치를 정밀 하 게 조정 합니다. 참고: 때문에 제한 된 빔 폭, 초음파 변환기 일반적으로 작은 FOV41. 이 단계는 최종 팸 이미지의 배경 변조를 결정합니다. 부정합와 이미지 품질을 크게 저하 팸 이미지 유형이 다른 배경으로 이어질 것입니다.</li>
	<li>데이터 수집 매개 변수를 설정 합니다. 이 포함 하는 픽셀 수 (예., 256 × 256 픽셀), 샘플링 속도 (예., 200 MS/s), 시간 지연. 데이터 수집을 시작 합니다. Matlab 소프트웨어 자동으로 시작 하 고 빔 레이저 노출 과도 피하기 위해 완료를 차단 하는 셔터를 닫을 때 레이저 광선을 통과 하는 셔터를 열 것 이다. 참고: 레이저의 펄스 반복 속도 (1 kHz)에 의해 제한, 그것은 256 × 256 픽셀 이미지의 데이터 수집을 완료 약 1 분 걸립니다.</li>
	<li>원시 데이터를 처리 하 고 체적 렌더링38팸 이미지 최대 강렬 투 상 (MIP)13 2 차원 (2D) 이나 3 차원에서 시각화.</li>
	<li>초음파 변형기를 분리, 이온된 수를 사용 하 여 팁을 헹 구 고 다시 저장 케이스에 넣어.</li>
	<li>저 카메라에 토끼를 전송 하 고 다시는 저를 검사 하십시오. 이 단계 이미징 세션 후는 저의 어떤 형태학 상 변화 있는지 여부를 확인 하는 데 도움이 됩니다.</li>
	<li>각 막 표면 탈수와 각을 방지 하기 위해 실험 하는 동안 눈 속임과 토끼 각 막 마다 두 분을 씻어. 모니터링 하 고 기록 동물 생체 매 15 분. 참고: 팸, 10 월, 그리고 저 세션 이미징 약 1 시간 소요.</li>
</ol>6. 게시물 이미징
<ol><li>검사 후에 저 다시 저 카메라를 사용 하 여, V-젤 경우 연결을 분리 합니다. 눈 속임을 사용 하 여 눈을 씻어, flurbiprofen 안과 네오 마이 신 및 polymyxin B 황산 염 및 dexamethasone 안과 연 고를 적용 하 고 눈을 닫습니다.</li>
	<li>복구 챔버에 물 순환 담요와 토끼를 전송. 빛에서 상자를 보호 하 고 토끼 깨어나면 자연스럽 게 될 때까지 기다립니다. 이 기간 동안 동물 생체 15 분 마다 모니터링 하 고 기록 유지 기록을 위해 동물 시설에는 복사본을 반환.</li>
	<li>토끼를 일단은 활성, 경보 그리고 일반적으로, 동물 시설에 다시 그것을 전송. 급성 실험을 계획 하는 경우에, 안락사 안락사 솔루션을 사용 하 여 동물 (예., Beuthanasia, 0.22 mL/kg, 한계 귀 정 맥에 주사)는 시체의 처분.</li>
	<li>소프트웨어와 레이저 끄십시오. 광학 벤치를 청소.</li>
</ol>

<ol>
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F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+imaging+of+the+eye:+a+mini+review.">Photoacoustic imaging of the eye: a mini review.</a> Photoacoustics. 4 (3), 112-123 (2016).</li><li>de La Zerda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+ocular+imaging.">Photoacoustic ocular imaging.</a> Opt Lett. 35 (3), 270-272 (2010).</li><li>Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+photoacoustic+ophthalmic+angiography.">Label-free photoacoustic ophthalmic angiography.</a> Opt Lett. 35 (1), 1-3 (2010).</li><li>Silverman, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+photoacoustic+imaging+of+ocular+tissues.">High-resolution photoacoustic imaging of ocular tissues.</a> Ultrasound Med Biol. 36 (5), 733-742 (2010).</li><li>Wu, N., Ye, S., Ren, Q., Li, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+dual-modality+photoacoustic+ocular+imaging.">High-resolution dual-modality photoacoustic ocular imaging.</a> Opt Lett. 39 (8), 2451-2454 (2014).</li><li>Hennen, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+tomography+imaging+and+estimation+of+oxygen+saturation+of+hemoglobin+in+ocular+tissue+of+rabbits.">Photoacoustic tomography imaging and estimation of oxygen saturation of hemoglobin in ocular tissue of rabbits.</a> Exp Eye Res. 138, 153-158 (2015).</li><li>Tian, C., Zhang, W., Mordovanakis, A., Wang, X., Paulus, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+chorioretinal+imaging+in+living+rabbits+using+integrated+photoacoustic+microscopy+and+optical+coherence+tomography.">Noninvasive chorioretinal imaging in living rabbits using integrated photoacoustic microscopy and optical coherence tomography.</a> Opt Express. 25 (14), 15947-15955 (2017).</li><li>Laser Institute of America. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=American+National+Standard+for+Safe+Use+of+Lasers+ANSI+Z136.1+-+2007.">American National Standard for Safe Use of Lasers ANSI Z136.1 - 2007.</a> American National Standards Institute, Inc. , (2007).</li><li>Hughes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+schematic+eye+for+the+rabbit.">A schematic eye for the rabbit.</a> Vision Res. 12 (1), 123 (1972).</li><li>Ma, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+study+of+high-frequency+ultrasonic+transducer+design+for+laser-scanning+photoacoustic+ophthalmoscopy.">Systematic study of high-frequency ultrasonic transducer design for laser-scanning photoacoustic ophthalmoscopy.</a> J Biomed Opt. 19 (1), 016015 (2014).</li><li>Song, W., Wei, Q., Jiao, S., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+photoacoustic+ophthalmoscopy+and+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Integrated photoacoustic ophthalmoscopy and spectral-domain optical coherence tomography.</a> J Vis Exp. (71), (2013).</li><li>Mattison, S., Kim, W., Park, J., Applegate, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Imaging+in+Optical+Coherence+Tomography.">Molecular Imaging in Optical Coherence Tomography.</a> Curr Mol Imaging. 3 (2), 88-105 (2014).</li></ol>

저자는 공개 없다.

그대로 하 고 정기적으로 눈물 필름 높은-품질 저 이미지에 대 한 필수적입니다. 불규칙 하 고 악화 눈물 영화 이미지 품질42저하 크게 수 있습니다. 눈물 영화의 무결성을 유지 하 고 각 막 표면 punctate 각 방지, 기름칠을 각 막 눈 속임을 사용 하 여 매우 빈번 하 게, 약 2 분 마다 중요 하다. 눈의 불투명도 관한 질문이 있다면 슬릿 램프를 사용 하 고 fluorescein 스트립 각 막 상태를 ?...

최근 수십 년간 생물 의학 photoacoustic 이미징1,2,3,,45,6,7 분야의 폭발적인 발전을 목격 했다 ,8. 소리에 빛의 에너지 변환에 따라 신흥 photoacoustic 이미징 organelles, 세포, 조직, 장기에서 작은 동물 몸 전체에 비늘에 생물 학적 샘플을 시각화 수 및 그것의 해부학을 밝힐 수 있다, 기능, 분자, 유전, 그리고 대사 정보1,2,9,10,,1112. Photoacoustic 이미징 생물 의학 분야, 세포 생물학13,14, 혈관 생물학15,16, 신경과17,18 범위에서 고유 응용 프로그램을 발견 했습니다. , 종양학19,20,,2122, 피부과23,24, 약리학 및 혈액학25,26. 안과, 즉, photoacoustic 눈에 그것의 응용 프로그램 이미징, 과학자와 임상 모두에서 상당한 관심을 모으고 있다 고 현재 활성 조사를 받고 있습니다.
달리 일상적으로 사용 하 눈 이미징 기술27, fluorescein angiography (FA)와 녹색 indocyanine 제품은 (ICGA) (형광 대비 기준), 광학 일관성 단층 촬영 (OCT) (광 산란 대비 기준) 그리고 그것의 파생 10 월 혈관 (혈액 세포의 모션 대비 기준), 대비 메커니즘으로 사용 하 여 광 흡수를 이미징 photoacoustic 안구. 이것은 기존의 눈 이미징 기술과 하 고 독특한 도구 눈 조직28의 병 태 생리 상태와 일반적으로 관련 된 눈의 광 흡수 속성을 공부를 제공 합니다. 현재까지, 중요 한 뛰어난 작품 photoacoustic29,30,31,32,33,,3435, 이미징 눈에서 완료 되었습니다. 36,37, 하지만이 연구는 쥐와 쥐 같은 작은 동물의 눈의 뒤 세그먼트에 초점. 선구적인 연구 잘 인 photoacoustic 이미징의 타당성을 설명 하지만 여전히 쥐 및 쥐의 안구 크기부터 기술의 임상 번역 쪽으로 갈 길이 훨씬 더 작은 (1/3 미만) 보다 인간. 때문에 크게 장거리 초음파 파도의 전파, 신호 강도 및 이미지 품질 이미징 큰 눈의 뒤 세그먼트에 대 한 기법을 사용 하는 경우 크게 고통을 수 있습니다.
이 목표를 향해 우리 최근 보고 비 침범 성, 살아있는 토끼를 사용 하 여 레이블 무료 chorioretinal 이미징 통합 photoacoustic 현미경 (PAM) 및 스펙트럼 도메인 OCT (SD-10 월)38. 시스템 우수한 성능을 있으며 망막과 맥락 막 생 흡수 및 산란 대비 안구 조직에 따라 더 큰 동물의 눈의 시각화 수 있습니다. 토끼에서 예비 결과 PAM noninvasively 개별 망막과 안 혈관 레이저 노출 복용량을 사용 하 여를 구별할 수 있는 표시 (~ 80 뉴저지) 미국 국립 표준 협회 (ANSI) 안전 한계 이하로 크게 (160 뉴저지) 570에 nm39; 그리고 다른 망막, 맥락 막, 레이어와 sclera OCT 해결 명확 하 게 수 있습니다. PAM을 사용 하 여 더 큰 동물의 후부 세그먼트 영상의 첫 데모 이며 토끼 (18.1 m m)40 의 안구 크기의 축 길이의 거의 80%는 고려 기술의 임상 번역을 향한 큰 걸음이 될 수도 있습니다. 인간 (23.9 m m)입니다.
이 작품에서 우리는 이중 적임 이미징 시스템 및 비 침 투, 레이블 없는 chorioretinal 이미징 생활 토끼에 사용 되는 실험 프로토콜에 대 한 자세한 설명을 제공 하 고 대표 망막을 통해 시스템 성능을 입증 하 고 안 이미징 결과입니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:824px;" width="822">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Dual-modality imaging system</td>
			<td style="width:279px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">OPO laser</td>
			<td style="width:279px;">Ekspla (Vilnius, Lithuania)</td>
			<td style="width:157px;">NT-242</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Beam attenuator</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">AHWP10M-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Motorized rotation stage</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">PRM1/MZ8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Motorized rotation stage controller</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">TDC001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Focusing lens</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">AC254-250-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Pinhole</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">P50S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Collimating lens</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">AC127-030-B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Photodiode</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">PDA36A&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Laser shutter</td>
			<td style="width:279px;">Vincent Associates Inc. (Toronto, Canada)</td>
			<td style="width:157px;">LS6S2T0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Laser shutter driver</td>
			<td style="width:279px;">Vincent Associates Inc. (Toronto, Canada)</td>
			<td style="width:157px;">VCM-D1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Dichroic mirror</td>
			<td style="width:279px;">Semrock, Inc. (Rochester, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">Di03-R785-t3-25&#215;36</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Scan lens</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">OCT-LK3-BB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Ophthalmic lens</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">AC080-010-B-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Ultrasonic transducer</td>
			<td style="width:279px;">Optosonic Inc. (Arcadia, CA, USA)</td>
			<td style="width:157px;">Custom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Amplifier</td>
			<td style="width:279px;">L3 Narda-MITEQ (Hauppauge, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">AU-1647</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Band-pass filter</td>
			<td style="width:279px;">Mini-Circuits (Brooklyn, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">BLP-30+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Digitizer</td>
			<td style="width:279px;">DynamicSignals LLC (Lockport, IL, USA)</td>
			<td style="width:157px;">PX1500-4&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Synchronization electronics</td>
			<td style="width:279px;">National Instruments Corporation (Austin, TX, USA)</td>
			<td style="width:157px;">USB-6353</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">OCT module</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">Ganymede-II-HR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Dispersion compensation glass</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">LSM03DC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Illumination LED light</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">MCWHF2&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Power meter</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">S121C&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Power meter interface</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td>PM100USB&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Height measurement tool&#160;</td>
			<td style="width:279px;">Thorlabs, Inc. (Newton, NJ, USA)</td>
			<td>BHM1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Fundus camera</td>
			<td style="width:279px;">Topcon Corporation (Tokyo, Japan)&#160;</td>
			<td>TRC 50EX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Matlab</td>
			<td style="width:279px;">MathWorks (Natick, MA, USA)</td>
			<td style="width:157px;">2017a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Oscilloscope</td>
			<td style="width:279px;">Teledyne LeCroy (Chestnut Ridge, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">WaveJet 354T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:229px;">Animal experiment</td>
			<td style="width:279px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Water-circulating blanket</td>
			<td style="width:279px;">Stryker Corporation (Kalamazoo, MI, USA)</td>
			<td style="width:157px;">TP-700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Ketamine hydrochloride injection</td>
			<td style="width:279px;">Par pharmaceutical, Inc. (Woodcliff Lake, NJ, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 42023-115-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Xylazine hydrochloride</td>
			<td>VetOne (Boise, ID, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 13985-704-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Tropicamide ophthalmic</td>
			<td style="width:279px;">Akorn Pharmaceuticals Inc. (Lake Forest, IL, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 17478-102-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Phenylephrine hydrochloride ophthalmic</td>
			<td style="width:279px;">Paragon BioTeck, Inc. (Portland, OR, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 42702-102-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Eye lubricant</td>
			<td style="width:279px;">Hub Pharmaceuticals LLC (Rancho Cucamonga, CA, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 17238-610-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Eyewash</td>
			<td style="width:279px;">Altaire Pharmaceuticals, Inc. (Aquebogue, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 59390-175-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Tetracaine hydrochloride ophthalmic solution</td>
			<td style="width:279px;">Bausch &#38; Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 24208-920-64</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Flurbiprofen sodium ophthalmic solution</td>
			<td style="width:279px;">Bausch &#38; Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 24208-314-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:229px;">Neomycin and Polymyxin B Sulfates and Dexamethasone Ophthalmic Ointment</td>
			<td style="width:279px;">Bausch &#38; Lomb, Inc. (Rochester, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 24208-795-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:229px;">Meloxicam injection</td>
			<td style="width:279px;">Henry Schein Inc. (Queens, NY, USA)</td>
			<td style="width:157px;">NDC code 11695-6925-1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

novel photoacoustic microscopy and optical coherence tomography dual-modality chorioretinal imaging in living rabbit eyes

Photoacoustic 눈 이미징 신흥 이미징 기술을 음파에 빛 에너지를 변환 하 여 눈 조직을 시각화 noninvasively 수를 집중 조사를 받고 현재는 안과입니다. 그러나, 대부분 보고 날짜를 작업 작은 안구 크기 때문에 임상 인간의 번역에 대 한 도전 포즈는 쥐와 쥐, 작은 동물의 눈의 후부 세그먼트의 이미지에 초점을 맞추고. 이 원고는 소설 photoacoustic 현미경 (PAM) 토끼 같은 더 큰 동물의 눈의 뒤 세그먼트 이미징 광학 일관성 단층 촬영 (OCT) 듀얼-모달 시스템을 설명합니다. 시스템 구성, 시스템 맞춤, 동물 준비 및 듀얼-모달 실험 프로토콜 비보, 비 침범 성, 레이블 없는 chorioretinal 토끼에서 이미징에 대 한 자세히 나와 있습니다. 방법의 효과 망막과 안 맥 관 구조 팸과 10 월 여를 비롯 한 대표적인 실험 결과 통해 보여 줍니다. 이 원고는 토끼에서 이미징 결과 재현 하 고 더 큰 동물에 photoacoustic 눈 영상 발전에 실질적인 가이드를 제공 합니다.

이중 적임 이미징 시스템 및 실험 프로토콜 성공적으로 테스트 되었습니다 4 뉴질랜드 백색 토끼를 사용 하 여 작성자의 실험실에. 다음 몇 가지 대표적인 결과를 보여줍니다.
그림 1 팸과 SD 10 월 듀얼 적임 이미징 시스템의 회로도 보여준다. 그것은 다음 모듈의 구성 된다: photoacoustic 라이트 소스, 가변 ?...

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Novel Photoacoustic Microscopy and Optical Coherence Tomography Dual-modality Chorioretinal Imaging in Living Rabbit Eyes

이 원고 소설 설정과 운영 photoacoustic 현미경와 토끼 같은 더 큰 동물의 비 침범 성, 레이블 없는 chorioretinal 이미징 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 모달 시스템의 절차에 설명 합니다.

살아있는 토끼 눈에 소설 Photoacoustic 현미경 및 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 적임 Chorioretinal 이미징

Photoacoustic ocular imaging is an emerging ophthalmic imaging technology that can noninvasively visualize ocular tissue by converting light energy into ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

10.8K 조회수.  University of Michigan. 이 원고 소설 설정과 운영 photoacoustic 현미경와 토끼 같은 더 큰 동물의 비 침범 성, 레이블 없는 chorioretinal 이미징 광학 일관성 단층 촬영 듀얼 모달 시스템의 절차에 설명 합니다.

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Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime. Lithium ion batteries have also been considered to be used in electric and hybrid vehicles1 or even electrical grid stabilization systems2. All these applications simulate a dramatic increase in the research and development of battery materials3-7, including new materials3,8, doping9, nanostructuring10-13, coatings or surface modifications14-17 and novel binders18. Consequently, an increasing number of physicists, chemists and materials scientists have recently ventured into this area. Coin cells are widely used in research laboratories to test new battery materials; even for the research and development that target large-scale and high-power applications, small coin cells are often used to test the capacities and rate capabilities of new materials in the initial stage. 
 In 2010, we started a National Science Foundation (NSF) sponsored research project to investigate the surface adsorption and disordering in battery materials (grant no. DMR-1006515). In the initial stage of this project, we have struggled to learn the techniques of assembling and testing coin cells, which cannot be achieved without numerous help of other researchers in other universities (through frequent calls, email exchanges and two site visits). Thus, we feel that it is beneficial to document, by both text and video, a protocol of assembling and testing a coin cell, which will help other new researchers in this field. This effort represents the "Broader Impact" activities of our NSF project, and it will also help to educate and inspire students.
In this video article, we document a protocol to assemble a CR2032 coin cell with a LiCoO2 working electrode, a Li counter electrode, and (the mostly commonly used) polyvinylidene fluoride (PVDF) binder. To ensure new learners to readily repeat the protocol, we keep the protocol as specific and explicit as we can. However, it is important to note that in specific research and development work, many parameters adopted here can be varied. First, one can make coin cells of different sizes and test the working electrode against a counter electrode other than Li. Second, the amounts of C black and binder added into the working electrodes are often varied to suit the particular purpose of research; for example, large amounts of C black or even inert powder were added to the working electrode to test the "intrinsic" performance of cathode materials14. Third, better binders (other than PVDF) have also developed and used18. Finally, other types of electrolytes (instead of LiPF6) can also be used; in fact, certain high-voltage electrode materials will require the uses of special electrolytes7.

A protocol to construct and test coin cells of lithium ion batteries is described. The specific procedures of making a working electrode, preparing a counter electrode, assembling a cell inside a glovebox and testing the cell are presented.

건설과 리튬 이온 배터리의 동전 전지의 테스트

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

연구

공학

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Measurement of Coherence Decay in GaMnAs Using Femtosecond Four-wave Mixing

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, spin-flip scattering) is described, using experiments on GaMnAs as a prototype III-Mn-V system.&#160; Spectrally-resolved and time-resolved experimental configurations are described, including the use of zero-background autocorrelation techniques for pulse optimization.&#160; The etching process used to prepare GaMnAs samples for four-wave mixing experiments is also highlighted.&#160; The high temporal resolution of this technique, afforded by the use of short (20 fsec) optical pulses, permits the rapid spin-flip scattering process in this system to be studied directly in the time domain, providing new insight into the strong exchange coupling responsible for carrier-mediated ferromagnetism.&#160; We also show that spectral resolution of the four-wave mixing signal allows one to extract clear signatures of (s,p)-d hybridization in this system, unlike linear spectroscopy techniques.&#160;&#160; This increased sensitivity is due to the nonlinearity of the technique, which suppresses defect-related contributions to the optical response. This method may be used to measure the time scale for coherence decay (tied to the fastest scattering processes) in a wide variety of semiconductor systems of interest for next generation electronics and optoelectronics.

The technique of femtosecond four-wave mixing is described, including spectrally-resolved and time-resolved configurations. We illustrate the utility of this technique for the investigation of crucial physical properties in the III-V diluted magnetic semiconductors, afforded by its nonlinearity and high temporal resolution.

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, ...

Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This method provides little direct information about what is happening on the surface of the dissolving tablet. As the tablet surface composition and structure can change during dissolution, it is essential to monitor it during dissolution testing. In this work coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy is used to image the surface of tablets during dissolution while UV absorption spectroscopy is simultaneously providing inline analysis of dissolved drug concentration for tablets containing a 50% mixture of theophylline anhydrate and ethyl cellulose. The measurements showed that in situ CARS microscopy is capable of imaging selectively theophylline in the presence of ethyl cellulose. Additionally, the theophylline anhydrate converted to theophylline monohydrate during dissolution, with needle-shaped crystals growing on the tablet surface during dissolution. The conversion of theophylline anhydrate to monohydrate, combined with reduced exposure of the drug to the flowing dissolution medium resulted in decreased dissolution rates. Our results show that in situ CARS microscopy combined with inline UV absorption spectroscopy is capable of monitoring pharmaceutical tablet dissolution and correlating surface changes with changes in dissolution rate.

Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy is combined with an intrinsic flow-through dissolution setup to allow in situ and real-time visualization of the surface of pharmaceutical tablets undergoing dissolution. Using this custom-built setup, it is possible to correlate CARS videos with drug dissolution profiles recorded using inline UV absorption spectroscopy.

해산 동안 일관된 반 스톡스 라만 산란 (CARS) 현미경 시각화 제약 정제

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong suppression at a single wavelength requires that all cores have matching transmission profiles. These gratings cannot be inscribed using the same method as for single-core fibers because the curved surface of the cladding acts as a lens, focusing the incoming UV laser beam and causing variations in exposure between cores. Therefore we use an additional optical element to ensure that the beam shape does not change while passing through the cross-section of the multicore fiber. This consists of a glass capillary tube which has been polished flat on one side, which is then placed over the section of the fiber to be inscribed. The laser beam enters the fiber through the flat surface of the capillary tube and hence maintains its original dimensions. This paper demonstrates the improvements in core-to-core uniformity for a 7-core fiber using this method. The technique can be generalized to larger multicore fibers.

We describe a technique for inscribing identical fiber Bragg gratings into each core of a multicore fiber. This is achieved by introducing an additional surface into the optical path to mitigate lensing by the curved surface of the fiber cladding.

멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

MEMS 검사 및 특성화를위한 소형 렌즈가없는 디지털 홀로그램 현미경

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve geologic seals and allow CO2 to escape. However, the dissolution processes at reservoir conditions are poorly understood. Thus, time-resolved experiments are needed to observe and predict the nature and rate of dissolution at the pore scale. Synchrotron fast tomography is a method of taking high-resolution time-resolved images of complex pore structures much more quickly than traditional &#181;-CT. The Diamond Lightsource Pink Beam was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 hours. The images were segmented and the porosity and permeability were measured using image analysis and network extraction. Porosity increased uniformly along the length of the sample; however, the rate of increase of both porosity and permeability slowed at later times.

Synchrotron fast tomography was used to dynamically image dissolution of limestone in the presence of CO2-saturated brine at reservoir conditions. 100 scans were taken at a 6.1 &#181;m resolution over a period of 2 h.

싱크로 빠른 단층 촬영을 사용하여 탄산염의 반응의 동적 기공 규모의 저수지 조건 이미징

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

In Depth Analyses of LEDs by a Combination of X-ray Computed Tomography (CT) and Light Microscopy (LM) Correlated with Scanning Electron Microscopy (SEM)

In failure analysis, device characterization and reverse engineering of light emitting diodes (LEDs), and similar electronic components of micro-characterization, plays an important role. Commonly, different techniques like X-ray computed tomography (CT), light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM) are used separately. Similarly, the results have to be treated for each technique independently. Here a comprehensive study is shown which demonstrates the potentials leveraged by linking CT, LM and SEM. In depth characterization is performed on a white emitting LED, which can be operated throughout all characterization steps. Major advantages are: planned preparation of defined cross sections, correlation of optical properties to structural and compositional information, as well as reliable identification of different functional regions. This results from the breadth of information available from identical regions of interest (ROIs): polarization contrast, bright and dark-field LM images, as well as optical images of the LED cross section in operation. This is supplemented by SEM imaging techniques and micro-analysis using energy dispersive X-ray spectroscopy.

In Depth Analyses of LEDs by a Combination of X-ray Computed Tomography CT and Light Microscopy LM Correlated with Scanning Electron Microscopy SEM

A workflow for comprehensive micro-characterization of active optical devices is outlined. It contains structural as well as functional investigations by means of CT, LM and SEM. The method is demonstrated for a white LED which can be still be operated during characterization.

(SEM) X 선 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 및 주사 전자 현미경과 상관 광학 현미경 (LM)의 조합에 따라 LED를 깊이 분석에서

In failure analysis, device characterization and reverse engineering of light emitting diodes (LEDs), and similar electronic components of ...

Optical Trap Loading of Dielectric Microparticles In Air

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly scattered dielectric microparticles adhered to a glass substrate are momentarily detached using ultrasonic vibrations generated by a piezoelectric transducer (PZT). Then, the optical beam focused on a selected particle lifts it up to the optical trap while the vibrationally excited microparticles fall back to the substrate. A particle may be trapped at the nominal focus of the trapping beam or at a position above the focus (referred to here as the levitation position) where gravity provides the restoring force. After the measurement, the trapped particle can be placed at a desired position on the substrate in a controlled manner. 
In this protocol, an experimental procedure for selective optical trap loading in air is outlined. First, the experimental setup is briefly introduced. Second, the design and fabrication of a PZT holder and a sample enclosure are illustrated in detail. The optical trap loading of a selected microparticle is then demonstrated with step-by-step instructions including sample preparation, launching into the trap, and use of electrostatic force to excite particle motion in the trap and measure charge. Finally, we present recorded particle trajectories of Brownian and ballistic motions of a trapped microparticle in air. These trajectories can be used to measure stiffness or to verify optical alignment through time domain and frequency domain analysis. Selective trap loading enables optical tweezers to track a particle and its changes over repeated trap loadings in a reversible manner, thereby enabling studies of particle-surface interaction.

A protocol for launching and stably trapping selected dielectric microparticles in air is presented.

공기에서 유전체 미세 입자의 광학 트랩로드

We demonstrate a method to trap a selected dielectric microparticle in air using radiation pressure from a single-beam gradient optical trap. Randomly ...

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the main trend in the advanced development of flow cytometry. Notably, adding high-resolution imaging capabilities allows for the complex morphological analysis of cellular/sub-cellular structures. This is not possible with standard flow cytometers. However, it is valuable for advancing our knowledge of cellular functions and can benefit life science research, clinical diagnostics, and environmental monitoring. Incorporating imaging capabilities into flow cytometry compromises the assay throughput, primarily due to the limitations on speed and sensitivity in the camera technologies. To overcome this speed or throughput challenge facing imaging flow cytometry while preserving the image quality, asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (ATOM) has been demonstrated to enable high-contrast, single-cell imaging with sub-cellular resolution, at an imaging throughput as high as 100,000 cells/s. Based on the imaging concept of conventional time-stretch imaging, which relies on all-optical image encoding and retrieval through the use of ultrafast broadband laser pulses, ATOM further advances imaging performance by enhancing the image contrast of unlabeled/unstained cells. This is achieved by accessing the phase-gradient information of the cells, which is spectrally encoded into single-shot broadband pulses. Hence, ATOM is particularly advantageous in high-throughput measurements of single-cell morphology and texture &#8211; information indicative of cell types, states, and even functions. Ultimately, this could become a powerful imaging flow cytometry platform for the biophysical phenotyping of cells, complementing the current state-of-the-art biochemical-marker-based cellular assay. This work describes a protocol to establish the key modules of an ATOM system (from optical frontend to data processing and visualization backend), as well as the workflow of imaging flow cytometry based on ATOM, using human cells and micro-algae as the examples.

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

This protocol describes the implementation of an asymmetric-detection time-stretch optical microscopy system for single-cell imaging in ultrafast microfluidic flow and its applications in imaging flow cytometry.

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...