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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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シリコンチップベースの超高速光学オシロスコープ

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
まとめ
この要約は機械生成です。

研究者らは,超高速光学波形測定のための新しいシリコンフォトニクス技術を開発しました. この方法は220-fsの解像度を達成し,高度な光学信号処理および計量学のアプリケーションを可能にします.

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科学分野:

  • フォトニクスと光学工学
  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • 超高速科学とは

背景:

  • 電気通信と科学研究の進歩は,光学波形測定をサブピコ秒分辨率で求めています.
  • 現在のオシロスコープ技術は,マイクロエレクトロニック帯域幅の制約により,単発解像度 (30 ps) が限られている.
  • フォトニクスを利用した全光学技術は,これらの制約を克服する道を提供し,シリコンフォトニクスの統合への関心を高めています.

研究 の 目的:

  • シリコン・フォトニック・プラットフォームで新しい光学波形測定技術を実証する.
  • 単発測定のための既存の電子オシロスコップの解像度の制限を克服するために.
  • 光学信号処理と超高速計測のためのシリコンフォトニクスの進歩を可能にする.

主な方法:

  • シリコンチップの非線形4波混合による時間から周波数への変換を活用した.
  • シリコン・オン・インソレーター (SOI) プラットフォーム内での技術を実装し,補完的な金属酸化物半導体 (CMOS) テクノロジーと互換性があります.
  • 信号伝送のために単一モード光ファイバーを使用しています.

主要な成果:

  • 220-fs解像度で光学波形測定を達成しました.
  • 波形長100psを超える波形長での測定が実証されています.
  • シングルショットピコ秒波形測定技術で記録的な記録長と解像度比 (>450) を確立しました.

結論:

  • 開発されたシリコンフォトニック波形測定技術は,前例のない解像度と記録長さを提供します.
  • 成熟したCMOS互換のSOI技術と光ファイバーの使用は,統合とスケーラビリティを容易にする.
  • この技術は次世代通信,光学性能モニタリング,チップスケールの計測器具の実現に大きな期待を寄せている.