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Imaging Biological Samples with Optical Microscopy01:18

Imaging Biological Samples with Optical Microscopy

Optical microscopy uses optic principles to provide detailed images of samples. Antonie van Leeuwenhoek designed the first compound optical microscope in the 17th century to visualize blood cells, bacteria, and yeast cells. In 1830, Joseph Jackson Lister created an essentially modern light microscope. The 20th century saw the development of microscopes with enhanced magnification and resolution.
In optical microscopy, the specimen to be viewed is placed on a glass slide and clipped on the stage...
Phase Contrast and Differential Interference Contrast Microscopy01:26

Phase Contrast and Differential Interference Contrast Microscopy

Phase-Contrast Microscopes
In-phase-contrast microscopes, interference between light directly passing through a cell and light refracted by cellular components is used to create high-contrast, high-resolution images without staining. It is the oldest and simplest type of microscope that creates an image by altering the wavelengths of light rays passing through the specimen. Altered wavelength paths are created using an annular stop in the condenser. The annular stop produces a hollow cone of...
Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy01:05

Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

Total internal reflection fluorescence microscopy or TIRF is an advanced microscopic technique used to visualize fluorophores in samples close to a solid surface with a higher refractive index, such as a glass coverslip. TIRF only allows fluorophores in proximity to the solid surface to be excited. When light from a medium with a lower refractive index (such as air) hits the glass coverslip at a critical angle, the light undergoes total internal reflection stead of passing through the glass.
Super-resolution Fluorescence Microscopy01:37

Super-resolution Fluorescence Microscopy

Super-resolution fluorescence microscopy (SRFM) provides a better resolution than conventional fluorescence microscopy by reducing the point spread function (PSF). PSF is the light intensity distribution from a point that causes it to appear blurred. Due to PSF, each fluorescing point appears bigger than its actual size, and it is the PSF interference of nearby fluorophores that causes the blurred image. Various approaches to achieving higher resolution through SRFM have recently been developed.

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Osciloscopio óptico ultrarrápido basado en chips de silicio.

Mark A Foster1, Reza Salem, David F Geraghty

  • 1School of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca, New York 14853, USA.

Nature
|November 7, 2008
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron una nueva técnica de fotónica de silicio para la medición ultrarrápida de formas de onda ópticas. Este método logra una resolución de 220-fs, lo que permite aplicaciones avanzadas de procesamiento de señales ópticas y metrología.

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Área de la Ciencia:

  • Fotónica y Ingeniería Óptica.
  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • Ciencia ultrarrápida Ciencia ultrarrápida.

Sus antecedentes:

  • Los avances en las telecomunicaciones y la investigación científica exigen la medición de formas de onda ópticas con resolución inferior a un picosegundo.
  • La tecnología actual de osciloscopio ofrece una resolución de disparo único limitada (30 ps) debido a las limitaciones de ancho de banda microelectrónica.
  • Las técnicas totalmente ópticas que utilizan la fotónica ofrecen un camino para superar estas limitaciones, impulsando el interés en la integración de la fotónica de silicio.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar una nueva tecnología de medición de la forma de onda óptica en una plataforma de silicio-fotónica.
  • Para superar las limitaciones de resolución de los osciloscopios electrónicos existentes para mediciones de un solo disparo.
  • Permitir avances en fotónica de silicio para el procesamiento de señales ópticas y metrología ultrarrápida.

Principales métodos:

  • Utilizó la conversión de tiempo a frecuencia a través de la mezcla no lineal de cuatro ondas en un chip de silicio.
  • Implementó la técnica dentro de una plataforma de silicio sobre aislante (SOI), compatible con la tecnología complementaria de semiconductores de óxido metálico (CMOS).
  • Fibra óptica de modo único empleada para la transmisión de señales.

Principales resultados:

  • Se logró la medición de la forma de onda óptica con una resolución de 220-fs.
  • Medida demostrada sobre longitudes de forma de onda superiores a 100 ps.
  • Estableció una relación récord de longitud de registro a la resolución (>450) para las técnicas de medición de forma de onda de picosegundo de un solo disparo.

Conclusiones:

  • La tecnología de medición de formas de onda fotónica de silicio desarrollada ofrece una resolución y una longitud de registro sin precedentes.
  • El uso de tecnología SOI madura compatible con CMOS y fibra óptica facilita la integración y la escalabilidad.
  • Esta tecnología es muy prometedora para las comunicaciones de próxima generación, el monitoreo del rendimiento óptico y los instrumentos de metrología a escala de chip.