可抑制生物组织散射效应的光学聚焦技术研究进展.pdfVIP

第42卷 第9期 中 国 激 光 Vol.42,No.9 2015年9月 CHINESEJOURNALOFLASERS September,2015 可抑制生物组织散射效应的光学聚焦技术研究进展 杨 强 曹良才 金国藩* 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084 摘要 生物组织对光的散射使得光束通过透镜后无法在组织的深层(大于1mm处)聚焦，制约了需要光能聚焦的成 像技术(如共聚焦显微、双光子显微)在生物医学领域的应用。为了抑制生物组织的散射效应，将光聚焦到深层组 织，需要对入射光的波前进行调制。基于此要求，以下三种光学聚焦技术得以提出并发展：用待聚焦区的光强作为 反馈信号的波前整形技术；将声光调制和时间反演(或光学相位共轭)技术相结合进而在散射介质内部实现光学聚 焦的技术；对散射介质传输矩阵进行测量的光学聚焦技术。本文对上述光学聚焦技术的研究进展进行了综述，比 较并展望了其在生物医学领域中的应用前景。 关键词 散射介质;光学聚焦;波前整形;时间反演;光学相位共轭;传输矩阵 中图分类号 O436.1 文献标识码 A doi: 10.3788/CJL201542.0901001 ProgressinOpticalFocusingTechniquesAimingtoSuppress ScatteringEffectinBiomedicalTissues YangQiang CaoLiangcai JinGuofan StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstruments,DepartmentofPrecisionInstruments, TsinghuaUniversity,Beijing 100084,China Abstract Thelightpassingthroughlenscannotbedirectlyfocusedinsidebiomedicaltissuesatdepthdeeperthan 1 mm dueto strongscattering,which fundamentallylimitstheuseofimagingtechniquessuch asconfocal microscopyandtwo-photonmicroscopy,sincethesetechniquesdemandconfinedlightfocusinginsidetissues. Tosuppresstheeffectoflightscatteringintissuesandfocuslightdeeper,theopticalwavefrontilluminatingtissues shouldbemodulated.Tothisend,threekindsoftechniquesareproposed:thewavefrontshapingtechniquewhich usestheopticalintensityinthewantedlight-focusedzoneasthefeedback;thetime-reversedtechniquewhich combinesacousto-opticmodulationwithopticalphaseconjugationaimingtofocuslightinsidetissues;the techniqueofmeasuringtransmissionmatrixofscatteringmedi