紅外成像系統(tǒng)的案例
紅外成像雜散光干擾強(qiáng)？OAS軟件深度解析破局
紅外雜散光案例分析
簡介
在紅外成像系統(tǒng)的設(shè)計中，雜散光始終是制約成像質(zhì)量的核心問題。紅外波段的雜散光易源于光學(xué)元件反射、機(jī)械結(jié)構(gòu)漫反射及遮光設(shè)計缺陷，直接導(dǎo)致成像對比度下降、信噪比降低，甚至出現(xiàn)偽影，影響目標(biāo)識別精度。本案例基于 OAS 光學(xué)軟件，針對某緊湊型紅外成像系統(tǒng)開展雜散光模擬與分析，旨在定位關(guān)鍵干擾源、量化其影響，并為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐，助力提升系統(tǒng)實用可靠性。
案例設(shè)置與操作
光源配置
采用 8-14μm 中波紅外平行光源，模擬遠(yuǎn)距離目標(biāo)輻射或環(huán)境紅外入射場景；光源半孔徑設(shè)為 15mm，與系統(tǒng)入射光瞳匹配；能量分布采用 300K 黑體輻射模型，貼合常溫環(huán)境背景，確保模擬場景的真實性。
模型構(gòu)建
創(chuàng)建2片鍺材料紅外平凸透鏡，表面粗糙度 0.02μm。使用初始遮光罩、鋁合金鏡筒，通過布爾運(yùn)算實現(xiàn)精準(zhǔn)裝配。透鏡暫未鍍膜，鏡筒內(nèi)壁未做遮光處理，暴露潛在雜散光風(fēng)險。
探測器設(shè)置
選用紅外輻射探測器，采樣分辨率 512×512 像素；子光線代數(shù)設(shè)為 3，提升雜散光捕捉靈敏度；勾選 “雜散光路徑記錄” 與 “反向追跡” 功能，便于溯源干擾源頭。
遮陽板的三維追跡圖
總結(jié)
本案例借助 OAS 實現(xiàn)了紅外雜散光的精準(zhǔn)分析：光機(jī)一體化建模確保幾何精度，反向追跡高效鎖定干擾源，可視化功能為優(yōu)化提供方向。經(jīng)優(yōu)化，雜散光占比明顯下降，成像對比度提升。充分驗證了 OAS 在紅外系統(tǒng)設(shè)計中的實用性，為安防、遙感、醫(yī)療紅外設(shè)備研發(fā)提供可靠支撐。
展開 紅外物鏡設(shè)計難點突破？OAS 軟件仿真實現(xiàn)高性能成像
紅外物鏡案例分析
簡介
紅外物鏡作為紅外成像系統(tǒng)的核心光學(xué)部件，通過大口徑前組聚光透鏡、中間像差校正鏡組及后組聚焦鏡組的協(xié)同配合，實現(xiàn)紅外波段光線的會聚與像差校正，可有效抑制色差、球差等光學(xué)像差，是紅外熱成像、紅外探測及安防監(jiān)控等領(lǐng)域的關(guān)鍵器件。本項目基于 OAS 光學(xué)軟件，通過光機(jī)熱一體化建模與多維度性能優(yōu)化，構(gòu)建高性能紅外物鏡方案，突破傳統(tǒng)紅外物鏡設(shè)計中像差校正難、雜散光干擾大、環(huán)境適應(yīng)性弱等瓶頸。
案例設(shè)置與操作
模型構(gòu)建
依托 OAS 光學(xué)元件數(shù)據(jù)庫，精準(zhǔn)導(dǎo)入紅外物鏡核心組件參數(shù)，完成透鏡系統(tǒng)、遮光結(jié)構(gòu)、鏡筒等模型搭建。利用 OAS 內(nèi)置輕量化 CAD 核心，實現(xiàn)光學(xué)透鏡與機(jī)械結(jié)構(gòu)的一體化建模，結(jié)合紅外光學(xué)材料特性完成材料賦值，精準(zhǔn)控制透鏡同軸度公差≤0.001mm，避免機(jī)械結(jié)構(gòu)對紅外光路的遮擋與干擾，同時構(gòu)建光機(jī)熱耦合模型，模擬不同溫度環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變形影響。
參數(shù)配置
以高分辨率、寬溫域適配為核心目標(biāo)，設(shè)定紅外波段光學(xué)性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)空間適配參數(shù)、極端環(huán)境適配參數(shù)。通過 OAS 實時光路預(yù)覽與序列 / 非序列光線追跡功能，動態(tài)優(yōu)化透鏡面形、鏡組間距及遮光結(jié)構(gòu)尺寸，確保在紅外探測的典型波段內(nèi)，物鏡在 - 40℃~60℃溫域下均能滿足成像需求。
展開 紅外系統(tǒng)雜散光難管控？OAS精準(zhǔn)助力高質(zhì)量成像
OAS 光學(xué)軟件 | 紅外冷反射案例分析
01前言
在紅外光學(xué)系統(tǒng)中，冷反射現(xiàn)象是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部低溫表面反射紅外輻射并干擾探測器正常接收信號時，會產(chǎn)生雜散光，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)偽影、對比度下降等問題，嚴(yán)重影響紅外熱成像系統(tǒng)的探測精度與可靠性。
因此，有效分析和抑制紅外冷反射，對提升紅外光學(xué)系統(tǒng)性能至關(guān)重要。OAS 光學(xué)軟件憑借其強(qiáng)大的光學(xué)仿真與分析功能，為解決此類問題提供了高效的技術(shù)手段。
02案例描述
在制冷型紅外熱成像系統(tǒng)中，冷反射抑制面臨兩大核心難點：一是如何準(zhǔn)確識別和量化各光學(xué)表面對冷反射的貢獻(xiàn)程度；二是在保證關(guān)鍵性能指標(biāo)的前提下，對冷反射進(jìn)行有效抑制。
針對這一難點，本文提出一種基于 OAS 光學(xué)軟件的紅外冷反射全鏈路分析方案：系統(tǒng)以長波紅外熱成像鏡頭為研究對象，涵蓋模型構(gòu)建、光源精確配置、光線追跡、數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化設(shè)計等多個環(huán)節(jié)。
方案的核心在于利用 OAS 軟件的非序列光線追跡技術(shù)，建立從光源到探測器的全鏈路仿真模型，精準(zhǔn)鎖定冷反射的主要貢獻(xiàn)面，進(jìn)而對相關(guān)光學(xué)表面進(jìn)行針對性優(yōu)化。
03冷反射現(xiàn)象的形成機(jī)理
冷反射效應(yīng)源于制冷型紅外系統(tǒng)中探測器與外殼之間的巨大溫差。在紅外熱成像系統(tǒng)中，制冷探測器通過前面光學(xué)表面的反射，使探測器探測到自身的像，形成邊緣亮而中心暗的黑斑現(xiàn)象，被稱為“冷反射”現(xiàn)象。
其物理機(jī)制可歸納為：制冷型探測器的探測度較非制冷型高出1至2個數(shù)量級，這使得系統(tǒng)對微弱信號變化極為敏感。當(dāng)光學(xué)鏡片的鍍膜抗反射性能不完善時，殘留的熱輻射從每個鏡片表面返回，部分殼體熱輻射也到達(dá)探測器，從而形成可辨別的對比度差異。
探測器除了接收正常成像的景物輻射外，還通過光學(xué)鏡片表面的微弱反射，接收到本身及周圍低溫腔冷環(huán)境的影像，形成冷像。
展開 【紅外仿真】艦船尾跡和海面紅外仿真成像
引 言
隨著紅外探測技術(shù)的快速發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。在 19 世紀(jì)中葉，紅外探測技術(shù)開始應(yīng)用于天文學(xué)研究，到 20 世紀(jì)開始，紅外技術(shù)快速發(fā)展，逐漸引進(jìn)至軍事應(yīng)用，在多次軍事行動中表現(xiàn)突出。目前，美國研發(fā)的設(shè)備最高分辨率可達(dá)到 0.001 ℃。
由于艦船熱尾流所處環(huán)境比較復(fù)雜，需要考慮各種影響因素，采集大量的實驗數(shù)據(jù)，但時刻變化的環(huán)境很難實現(xiàn)在某一特定環(huán)境背景下進(jìn)行多次實驗。因此，本文研究了粗糙海面紅外傳輸特性，建立紅外輻射傳輸模型，模擬仿真粗糙海面及潛艇尾跡高度場分布，綜合考慮輻射傳輸過程中多種影響因素，最終模擬出不同海洋背景及不同探測高度的紅外輻射亮度分布。
海面尾跡成像
潛艇尾跡
潛艇在航行中會對海面造成一定影響，形成一條范圍廣并且很難消去的尾跡，艦船的尾跡主要由海表尾跡、湍流尾跡和內(nèi)波 3 種組成，其中海表尾跡可以最為直觀地被觀測到。本文利用 Kelvin尾跡模型模擬海面尾跡，該模型是目前尾跡模型中相對比較成熟的模型，將尾跡簡化為分歧波和橫斷波 2 類波組成，尾跡呈 V 字形展開，屬于重力波的一種，尾跡結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
圖 1 Kelvin 尾跡波形特征
紅外成像映射模型
在針對某海域成像時為了圖像更加真實立體，需要建立仿真坐標(biāo)系，并且需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖如圖 2 所示。
圖 2 紅外成像模擬仿真坐標(biāo)系統(tǒng)成像原理示意圖
熱尾流紅外成像仿真計算
如圖 3 所示，本文采用建模仿真的方法，基于尾流區(qū)海平面散度和高度特征，結(jié)合三維坐標(biāo)變換和投影映射方法實現(xiàn)熱尾流目標(biāo)的成像仿真過程。
展開 
紅外系統(tǒng)成像模糊不清？OAS 光學(xué)軟件精準(zhǔn)攻克難題
紅外冷反射案例分析
簡介
在紅外光學(xué)系統(tǒng)中，冷反射現(xiàn)象是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部低溫表面反射紅外輻射并干擾探測器正常接收信號時，會產(chǎn)生雜散光，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)偽影、對比度下降等問題，嚴(yán)重影響紅外熱成像系統(tǒng)的探測精度與可靠性。因此，有效分析和抑制紅外冷反射，對提升紅外光學(xué)系統(tǒng)性能至關(guān)重要。OAS 光學(xué)軟件憑借其強(qiáng)大的光學(xué)仿真與分析功能，為解決此類問題提供了高效的技術(shù)手段。
OAS 軟件在案例中的應(yīng)用
模型構(gòu)建
利用 OAS 軟件的建模功能，建模出長波紅外熱成像鏡頭模型。該鏡頭作為研究對象，其結(jié)構(gòu)參數(shù)與表面特性是建模的關(guān)鍵。隨后，在軟件材料庫中選擇或自定義簡單材料，并依據(jù)實際需求輸入詳細(xì)的光學(xué)參數(shù)，如折射率、吸收率等，將這些參數(shù)準(zhǔn)確地定義在鏡頭表面，確保模型能夠真實反映實際光學(xué)系統(tǒng)的物理特性。
光源設(shè)置
創(chuàng)建適用于紅外冷反射分析的光源。鑒于案例聚焦于長波紅外波段，在軟件中設(shè)置紅外波長的光源，精確設(shè)定其波長范圍、輻射強(qiáng)度等參數(shù)。同時，對光線追跡的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括追跡光線數(shù)量、追跡精度等，以保證光線追跡結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。
光線追跡與數(shù)據(jù)采集
完成上述設(shè)置后，使用 OAS 軟件的光線追跡功能。軟件將依據(jù)設(shè)定的參數(shù)，模擬紅外光線在長波紅外熱成像鏡頭中的傳播路徑，精確計算光線在各個光學(xué)表面的反射、折射情況。在追跡過程中，軟件實時采集光線與光學(xué)系統(tǒng)相互作用的數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析提供全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
紅外系統(tǒng)的三位追跡圖
紅外系統(tǒng)的探測器結(jié)果圖（平滑兩次）
總結(jié)
本案例通過 OAS 光學(xué)軟件成功實現(xiàn)了對長波紅外熱成像鏡頭中紅外冷反射現(xiàn)象的模擬與分析，充分展示了該軟件在紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化中的強(qiáng)大功能與應(yīng)用潛力。
展開 中國地大《CEJ》：一種夜視成像系統(tǒng)用熒光粉的寬帶近紅外發(fā)射！
與近紅外芯片相比，近紅外熒光粉具有成本低、合成工藝成熟、組合可調(diào)等優(yōu)點。
然而，目前氧化物近紅外熒光粉存在半高寬窄、熱穩(wěn)定性差、光電效率低等缺點。來自中國地質(zhì)大學(xué)（北京）和北京大學(xué)等單位的研究人員采用水熱法合成了立方結(jié)構(gòu)的K3ScF6:Cr3+熒光粉。這些磷光體可被藍(lán)光（430nm）和紅光（630nm）有效激發(fā)，產(chǎn)生從650 nm到950 nm的寬帶Cr3+發(fā)射，最大半高寬為430 nm。在150°C下，它們還表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，并保持其初始強(qiáng)度的87.3%。在100 mA的驅(qū)動電流下，它們的光電效率可以達(dá)到制造的NIR發(fā)光二極管（NIR-LED）的9.315%。因此，基于該磷光體的NIR-LED器件可以在夜視成像系統(tǒng)中實現(xiàn)。相關(guān)論文以題目為“Broadband near-infrared emission of K3ScF6:Cr3+ phosphors for night vision imaging system sources”發(fā)表在Chemical Engineering Journal。
展開 第十二屆“宇瞳杯”光學(xué)設(shè)計大賽--中波紅外成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計
2.初始參數(shù)計算及分析
半像高h(yuǎn)
h=(12×√(2×1024^2 ))/(2×1000)=8.689mm
可計算出半成像高h(yuǎn)為8.689mm。
系統(tǒng)的焦距f
光學(xué)系統(tǒng)的半視場角w為3°，半像高h(yuǎn)為8.689mm，根據(jù)焦距計算公式：f=h/tan w
可計算出焦距F為165.79mm。
系統(tǒng)入瞳的大小D
系統(tǒng)的F_#為1.65，光學(xué)系統(tǒng)的入瞳直徑為焦距與數(shù)的比值，則系統(tǒng)的入瞳直徑為：D=f/F_#
可以計算出系統(tǒng)的入瞳直徑D=100.48mm。。
系統(tǒng)要求口徑最大不超過110mm，因此采用二次成像系統(tǒng)，使系統(tǒng)的整體口徑不至于太大。系統(tǒng)的波段為3μm ~5μm，如果要想實現(xiàn)消色差，可能需要衍射元件來實現(xiàn)。而且系統(tǒng)需要實現(xiàn)在-40℃～+60℃無熱化，因此需要對系統(tǒng)進(jìn)行消色差和消熱差兩種設(shè)計。
二次成像系統(tǒng)的構(gòu)型圖如下圖所示
二次成像系統(tǒng)由物鏡組和中繼鏡組組成，其兩者之間的近軸初級關(guān)系為
將公式代入可以計算出系統(tǒng)物鏡組焦距為f_0為80.25mm，f_R為58.66mm，m為2.06。
物鏡的設(shè)計：
首先設(shè)置好材料，選用常用的硅和鍺材料，設(shè)置波段3~5um，入瞳直徑為100mm，控制系統(tǒng)的焦距為80mm，做初始優(yōu)化。
優(yōu)化后的物鏡的初始結(jié)構(gòu)如下圖，作為系統(tǒng)物鏡組的初始結(jié)構(gòu)。
目鏡的設(shè)計
根據(jù)近軸關(guān)系計算，目鏡m為2.06，可計算出中繼鏡組的物距為30.18mm，像距為62.18mm。系統(tǒng)口徑設(shè)置為物方數(shù)值孔徑，為了與物鏡組相匹配，物方數(shù)值孔徑為物鏡組的像方數(shù)值孔徑，為0.53，選取三片透鏡作為優(yōu)化，優(yōu)化后的結(jié)果為。
優(yōu)化后的初始結(jié)構(gòu)如下圖。
展開 紅外成像與微光成像的區(qū)別
微光成像技術(shù)
微光夜視技術(shù)又稱像增強(qiáng)技術(shù)，是通過帶像增強(qiáng)管的夜視鏡，對夜天光照亮的微弱目標(biāo)像進(jìn)行增強(qiáng)，以供觀察的光電成像技術(shù)。微光技術(shù)是光電高新技術(shù)中的重要組成部分。在微光夜視產(chǎn)品中，圖像增強(qiáng)器是核心器件，利用圖像增強(qiáng)器將夜空中微弱的自然光，如月光、星光、大氣灰光增強(qiáng)幾百倍、幾萬倍達(dá)到使人眼能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察的程度。黃綠光是人眼最敏感的波長，因此，這種顏色的熒光屏常常被應(yīng)用到增像器上。我們在電影電視里看特種部隊進(jìn)行夜視成像時，夜視鏡頭里的圖景呈現(xiàn)黃綠色就是因為這個原因。
紅外成像技術(shù)
紅外夜視技術(shù)分為主動紅外夜視技術(shù)和被動紅外夜視技術(shù)。主動紅外夜視技術(shù)是通過主動照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來實施觀察的夜視技術(shù)，對應(yīng)裝備為主動紅外夜視儀。被動紅外夜視技術(shù)是借助于目標(biāo)自身發(fā)射的紅外輻射來實現(xiàn)觀察的紅外技術(shù)，它根據(jù)目標(biāo)與背景或目標(biāo)各部分之間的溫差或熱輻射差來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。其裝備為熱成像儀。現(xiàn)階段監(jiān)控攝像機(jī)裝備的都是主動紅外系統(tǒng)，對被動紅外系統(tǒng)的應(yīng)用還較少。
微光成像技術(shù)優(yōu)點
微光成像技術(shù)之所以被各國軍隊大量應(yīng)用在夜視上，是因為它的全面性。該技術(shù)相比紅外技術(shù)，不需要紅外燈發(fā)射紅外線、不需要被觀測物體必須有熱量。從而很好的適應(yīng)軍隊在不同環(huán)境下作戰(zhàn)。選擇紅外成像技術(shù)，第一得考慮紅外燈的損耗和維護(hù)，第二要考慮被觀測物體是否自身含有熱量。而微光成像技術(shù)不需要考慮這么多，只需借助自然光即可達(dá)成夜視效果。同時，微光夜視儀圖像清晰、體積小、重量輕、價格低、使用和維修方便、不易被電子偵察和干擾，應(yīng)用范圍廣，這些也是紅外夜視成像不可比擬的。
微光成像技術(shù)的缺點
微光成像技術(shù)的缺點在于易受周邊環(huán)境影響。如怕強(qiáng)光，具有暈光現(xiàn)象。在遇到強(qiáng)光的時候夜視儀無法進(jìn)行觀測，觀測者會感到眩暈。
展開 綜述: “近紅外-II”光學(xué)成像的最新進(jìn)展
【引言】
生物成像能夠高度清晰的對各種生理和病理過程進(jìn)行實時監(jiān)測并使各種生物實體可視化，因此對于生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展是至關(guān)重要的。多年以來，生物成像在成像性能和不同功能的成像技術(shù)上都取得很大進(jìn)展，利用某些生物分子和分子標(biāo)志物來闡明各種疾病背后的各種復(fù)雜的分子和入胞機(jī)制，使得研究人員和臨床醫(yī)生能夠更深入地了解生命系統(tǒng)。同時，因為它可以進(jìn)行更精確和有效的疾病診斷，從而改善患者的治療效果，所以生物成像對于臨床前研究和臨床應(yīng)用也很重要。而近紅外就是目前最實用的一種。其中，“近紅外-II”波長在1000~1700 nm比可見光區(qū)（400~700 nm）以及“近紅外-I”（700~900 nm）存在著更高的空間分辨率、更深的穿透生物基質(zhì)的深度、較低的光學(xué)吸收和散射和具有最小的組織自發(fā)熒光現(xiàn)象。目前，利用NIR-II熒光和光聲（PA）成像的無創(chuàng)成像技術(shù)，就體現(xiàn)了NIR-II光學(xué)成像的巨大吸引力。因此，NIR-II生物成像由于其在臨床前研究和臨床實用方面的巨大潛力而得到越來越多的探索。
【成果簡介】
近日，Adv. Mater. 在線刊登了新加坡國立大學(xué)的劉斌教授（通訊作者）等人總結(jié)的題為“Recent Advances of Optical Imaging in the Second Near-Infrared Window”綜述，報道了NIR-II光學(xué)成像的進(jìn)展。文中從三個方面講述了NIR-II：首先強(qiáng)調(diào)NIR-II光譜區(qū)在生物成像中的重要性，然后討論各種NIR-II光譜區(qū)熒光成像和PA成像探針及其應(yīng)用的出現(xiàn)和最新發(fā)展，最后給出了NIR-II光譜區(qū)生物成像的前景和所面臨的挑戰(zhàn)。
展開 基于Pancake系統(tǒng)的折反射成像系統(tǒng)
為了降低成本和重量，許多現(xiàn)代應(yīng)用引入了智能方法來小型化其光學(xué)系統(tǒng)。該原理的一個特殊實現(xiàn)是折疊成像系統(tǒng)，其中聚焦透鏡的屬性分布在多個組件之間。通過巧妙地操縱傳播光的偏振狀態(tài)，該系統(tǒng)允許多次內(nèi)部反射，模仿更大透鏡的功能。在此用例中，我們展示了這種系統(tǒng)的工作原理。為此，我們定義了一組具有不同入射角的平面波，然后通過系統(tǒng)傳播以計算最終的焦點。然后可以使用此信息進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置，但這超出了此用例的范圍。
VirtualLab 基于Pancake系統(tǒng)的折反射成像系統(tǒng)
1 摘要
為了降低成本和重量，許多現(xiàn)代應(yīng)用引入了智能方法來小型化其光學(xué)系統(tǒng)。該原理的一個特殊實現(xiàn)是折疊成像系統(tǒng)，其中聚焦透鏡的屬性分布在多個組件之間。通過巧妙地操縱傳播光的偏振狀態(tài)，該系統(tǒng)允許多次內(nèi)部反射，模仿更大透鏡的功能。在此用例中，我們展示了這種系統(tǒng)的工作原理。為此，我們定義了一組具有不同入射角的平面波，然后通過系統(tǒng)傳播以計算最終的焦點。然后可以使用此信息進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置，但這超出了此用例的范圍。
2 設(shè)想
系統(tǒng)基于：Wong, Timothy 等人，‘Folded Optics with Birefringent Reflective Polarizers’，Proc. SPIE 10335
（注：本用例不包含系統(tǒng)的優(yōu)化，只討論此類系統(tǒng)的工作原理。）
3.1建模任務(wù) 1：系統(tǒng)中偏振狀態(tài)的調(diào)查.
3.2建模任務(wù) 2：焦點調(diào)查
4.1模擬結(jié)果 – 偏振狀態(tài)
4.1.1系統(tǒng)的偏振狀態(tài)
4.2模擬結(jié)果 – 焦點調(diào)查
4.2.1點圖和模式輻照度 – 0°
4.2.2點圖和模式輻照度 – 10°
4.2.3點圖和模式輻照度 – 20°
4.2.4點圖和模式輻照度 – 40°
展開 
[VirtualLab] 基于Pancake系統(tǒng)的折反射成像系統(tǒng)
1 摘要
為了降低成本和重量，許多現(xiàn)代應(yīng)用引入了智能方法來小型化其光學(xué)系統(tǒng)。該原理的一個特殊實現(xiàn)是折疊成像系統(tǒng)，其中聚焦透鏡的屬性分布在多個組件之間。通過巧妙地操縱傳播光的偏振狀態(tài)，該系統(tǒng)允許多次內(nèi)部反射，模仿更大透鏡的功能。在此用例中，我們展示了這種系統(tǒng)的工作原理。為此，我們定義了一組具有不同入射角的平面波，然后通過系統(tǒng)傳播以計算最終的焦點。然后可以使用此信息進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置，但這超出了此用例的范圍。
2 設(shè)想
系統(tǒng)基于：Wong, Timothy 等人，‘Folded Optics with Birefringent Reflective Polarizers’，Proc. SPIE 10335
（注：本用例不包含系統(tǒng)的優(yōu)化，只討論此類系統(tǒng)的工作原理。）
展開 唐本忠院士團(tuán)隊：聚集誘導(dǎo)發(fā)光新突破，首次在非人靈長類動物實現(xiàn)1.5厘米深腋動脈血管近紅外二區(qū)熒光成像
圖3 隨機(jī)選取一只食蟹猴在靜脈注射AIE探針35天后主要器官的HE染色成像結(jié)果。
最后，研究了AIE探針在食蟹猴體內(nèi)的近紅外二區(qū)熒光成像性能。靜脈注射AIE探針后，高清晰地觀察到了食蟹猴前肢、前臂內(nèi)側(cè)、頭皮的血管脈絡(luò)，分辨率高達(dá)0.4 mm；腋窩皮下注射AIE探針，成功地觀測到食蟹猴的腋窩淋巴結(jié)。在此基礎(chǔ)上，挑選一根食蟹猴手臂深動脈血管，通過超聲多普勒成像確定了該血管位于皮下1.5 cm處。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過近紅外二區(qū)AIE探針可以清晰地觀測到深部靜脈血管，這是首次在靈長類動物上實現(xiàn)厘米級深部血管的近紅外二區(qū)熒光成像，對推動二區(qū)熒光成像的臨床應(yīng)用研究具有重要意義。
圖4 AIE探針用于食蟹猴血管和淋巴結(jié)的NIR-II熒光成像
未來展望
本文報道了AIE探針在非靈長類動物體內(nèi)的急性毒性和成像應(yīng)用，對推動AIE探針的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用和臨床轉(zhuǎn)化研究具有重要意義。
展開 南京大學(xué)蔣錫群-甄敘團(tuán)隊系統(tǒng)評述：半導(dǎo)體共軛聚合物光學(xué)探針的設(shè)計及在自發(fā)光成像和光聲成像中的應(yīng)用
：線粒體靶向新途徑—脂肽脂質(zhì)體
南京大學(xué)蔣錫群教授團(tuán)隊《Nano letters》: 光激活乏氧串聯(lián)響應(yīng)的COF藥物傳輸系統(tǒng)
南京大學(xué)甄敘-蔣錫群團(tuán)隊與NTU浦侃裔團(tuán)隊綜述：用于光聲成像和光熱治療的半導(dǎo)體共軛聚合物納米材料：信號放大和近紅外二區(qū)設(shè)計策略
南京大學(xué)蔣錫群教授綜述：響應(yīng)性含硼材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
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南京大學(xué)蔣錫群教授課題組合成可自組裝為納米級晶體二維膜和囊泡的新型非平面環(huán)狀π共軛分子材料
南京大學(xué)武偉教授、蔣錫群教授課題組揭示蠕蟲狀和球狀單分子聚合物納米材料的生物學(xué)異同
南京大學(xué)蔣錫群教授、武偉教授課題組發(fā)表具有轉(zhuǎn)化潛力的高載藥量聚合物納米藥物傳輸系統(tǒng)的綜述
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展開 EO/IR光電紅外系統(tǒng)概覽
EO/IR系統(tǒng)通常由三個主要組件構(gòu)成：
紅外探測器：負(fù)責(zé)檢測目標(biāo)發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)換為電信號
聚焦鏡頭：用于將紅外輻射聚焦到紅外探測器上
顯示或成像裝置：用于顯示結(jié)果圖像或數(shù)據(jù)
光電紅外系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)
在設(shè)計EO/IR系統(tǒng)時，必須考慮以下幾項挑戰(zhàn)：
性能優(yōu)化：EO/IR系統(tǒng)必須能夠在不同的天氣條件、時間和環(huán)境下有效運(yùn)行
尺寸、重量和功耗（SWaP）限制：EO/IR系統(tǒng)通常被應(yīng)用于尺寸、重量和功耗需被作為關(guān)鍵因素考慮的領(lǐng)域，例如軍用飛機(jī)或衛(wèi)星平臺
成本：EO/IR系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)成本高昂，因此在設(shè)計這些系統(tǒng)時要考慮成本因素
復(fù)雜性：EO/IR系統(tǒng)非常復(fù)雜，包含許多不同的組件和子系統(tǒng)，因此必須對其進(jìn)行集成和測試
制造：EO/IR系統(tǒng)通常需要專門的制造工藝和技術(shù)，這可能對實施和控制帶來挑戰(zhàn)
上述挑戰(zhàn)必須在設(shè)計過程中認(rèn)真考慮并得到妥善解決，確保實現(xiàn)可靠、有效且低成本的系統(tǒng)。
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