Tiga Dimensi Adaptif Menggunakan Mikroskopi

Tiga dimensi adaptif menggunakan mikroskopi tertanam cair lensa Supraja Murali, 1, * Kevin P. Thompson, 2 dan Jannick P. Rolland 1 1 CREOL, The College of Optik dan Photonics, University of Central Florida, Orlando, Florida 32816, USA 2 Optikal Research Associates, 280 kaki Timur Boulevard, Suite 300, Pasadena, California 91107, USA * Sesuai Penulis: [email protected] Diterima 27 Oktober 2008; diterima 10 November 2008; posted 5 Desember 2008 (Doc. ID 102729); diterbitkan 13 Januari 2009 Kami melaporkan kompak optik desain tinggi resolusi 3D adaptif dengan pemindaian mikroskop optik kemampuan untuk bergerak tanpa refocusing bagian yang dirancang untuk penelitian klinis. Optik aberrations timbul Dari refocusing adalah untuk kompensasi sebagai bagian dari proses desain multiconfiguration optik. Lateral yang pemindaian disediakan oleh pemindaian cermin, dan mendalam memindai disediakan oleh sebuah lensa adaptif cair em tidur di dalam mikroskop sebagai suatu komponen kustom desain optik. Dengan mikroskop mencapai kinerja yang 250 lp / mm-sepuluh kali lipat dengan peningkatan kinerja melalui lensa cair digunakan sebagai stand unsur optik sendiri. Hasil menunjukkan bahwa optik desain modular invariant menyediakan fungsi transfer lebih dari 2 mm 2 mm 2 mm imaging volume, sepenuhnya compensating (yakni, difraksi terbatas) untuk dinamis-ab errations kontribusi yang pemindaian, variasi dalam bentuk cair lensa, dan perubahan dalam spheri cal dengan kedalaman penyimpangan dalam slab dari rata-rata indeks pembiasan kulit. Rancangan ini dapat menemukan aplikasi dalam Biomedical imaging, putih terang interferometry untuk pengukuran kekesatan permukaan, dan lain-lain 3D imaging sistem. © 2009 Optical Society of America OCIS Kode: 220.1080, 220.3620, 170.3880, 170.3890, 170.4500 . Yang paling sering digunakan dalam mekanisme untuk memfokuskan optical microscopes adalah melalui gerakan mekanis dari seluruh tujuan. Gerakan seperti itu sangat membatasi baik kecepatan obyek yang dapat dipindai dalam mendalam atau kisaran kedalaman pemindaian. J variabel fo cus mikroskop bagian-bagian yang tidak bergerak dapat memberikan efisien, kompak, dan hemat biaya untuk solusi va riety aplikasi optik koherensi termasuk mi croscopes dan putih terang interferometry sistem untuk pengukuran permukaan. Dinamis dapat memfokuskan clas sified sebagai satu bentuk sistem optik adaptif, di mana optik adaptif dengan elemen seperti deformable cermin (DM) atau kristal cair (LC) lensa digunakan sebagai

refocusing mekanisme bukan untuk wavefront sensing aberasi koreksi karena dikuasai digunakan dalam penelitian sastra [ 1 ]. Salah satu sys tem dapat terwujud oleh penggabungan yang adaptif lensa optik dalam desain dari mikroskop objec tive dimana fokus perubahan dapat dihasilkan baik melalui lekukan mengubah atau refractive indeks perubahan dalam adaptif lensa. Dalam salah satu versi dari sebuah adaptif lensa, sebuah indeks refractive lereng dapat dicapai dengan menggunakan teknologi LC [ 2 - 4 ]. LC lensa yang dapat mencapai panjang fokus besar variasi dan beroperasi di tegangan rendah, seperti yang dilaporkan berhasil [ 5 ]. Akan tetapi, LC lensa yang lebih besar, kira-kira beberapa millimeters, relatif lambat (yakni, respon kali pada urutan detik). LC juga lensa pelaksanaan inher ently pameran cukup besar disper-riak gelombang Sion dan optical anisotropy. Baru-baru ini, adaptif cair lensa telah ditampilkan lebih tinggi untuk memberikan perfor mance, tidak memerlukan polarized cahaya, dan becom ing tersedia pada harga yang memungkinkan devel opment grade instrumen penelitian [ 6 ]. Cair lensa dapat didorong melalui dua operasi yang berbeda mekanisme yang menyebabkan perubahan dalam pembungkukan dari lensa. Salah satu metode adalah melalui electrowetting, dimana meniscus dibentuk oleh dua immiscible cairan dikendalikan melalui penerapan tegangan [ 7 - 9 ]. Metode lainnya adalah melalui mekanis kontrol dari yang pembungkukan dari lensa [ 6 , 10 - 12 ]. Untuk tanggal yang terbaik dilaporkan resolusi dicapai adaptif menggunakan lensa kecepatan rana yang besarnya kurang dari 5 mm [ 13 ]. Aplikasi dari DM dalam penyimpangan koreksi koherensi optik untuk Tomography telah investi gated oleh Hermann dkk. [ 14 ] Dan Zawadzki dkk. [ 15 ], melintang dan resolusi 5-10 dan 4 m, kembali spectively, telah dilaporkan. An pelaksanaan menggunakan steering cermin dan dikombinasikan dengan DM Tujuan dan imaging optik telah dilaporkan ke memperbesar bidang melihat sambil melestarikan yang lateral resolusi dari sistem, namun yang adaptif optik unsur ini tidak dirancang untuk 3D imaging [ 16 ]. Kami pengetahuan, cair-lensa mikroskop berbasis dilaporkan Surat ini adalah yang pertama adaptif cair-lensa berbasis 3D imaging mikroskopi pemindaian sistem yang dirancang untuk refocus baik dan built-in aberasi kompensasi disertifikasi imaging kedalaman 2 mm. Kami lapor disini 2 m tingkat resolusi dalam tiga dimensi dari 2 mm 2 mm 2 mm imaging cube optik untuk koherensi mikroskopi (OCM) lamaran operasi di 5 frame / s (saat ini dibatasi oleh CCD readout menilai dari 12.000 frame / s). Optik dan desain yg siap untuk dimakan oretical dan mengukur kinerja indi Cate bahwa OCM pemindaian mikroskop dengan cairan

lensa adat diintegrasikan ke dalam desain mikroskop menunjukkan sepuluh kali resolusi lateral dari lensa cair bila digunakan sendiri melalui fokus jangkauan. Mikroskop optik desain yang dikembangkan dalam konteks biologi jaringan imaging dengan spesifik aplikasi OCM dengan tujuan menjaga con lateral stant tinggi dan resolusi aksial sepanjang suatu 15 Januari 2009 / Vol. 34, No 2 / optik Surat 145 0146-9592/09/020145-3 / $ 15,00 © 2009 Optical Society of America