光学成像的关键技术和工艺

照相机

先进的数码相机采用各种传感器技术，如互补金属氧化物半导体(CMOS)和电荷耦合器件(CCD)，以提高图像质量、灵敏度和处理速度。这些进步使高分辨率成像技术在从摄影到医疗诊断的各种应用中得以实现。

光谱成像

光谱成像技术可捕捉材料的光谱信息进行化学分析。

例如，拉曼光谱利用激光与分子振动的相互作用来揭示化学特性。它对于识别化合物和分析材料，包括监测手术环境中的麻醉气体混合物至关重要。

医学成像技术

光学医学成像技术使用非电离辐射，可减少患者接触有害辐射的机会，并能安全地反复监测疾病进展和治疗效果。

例如，光学相干断层扫描(OCT)通过提供详细、非侵入性的组织表层下成像，为眼科带来了革命性的变化。这种技术将光线射入组织，测量反射光，从而生成高分辨率的横截面图像，便于精确观察内部结构。

光声成像结合了光学和声学方法，将激光脉冲发射到组织，引起局部加热和膨胀，产生可探测到的声波，从而进行成像。这种技术尤其适用于评估肿瘤血管生长情况、检测皮肤黑色素瘤和监测组织氧合水平。

弥散光学断层扫描(DOT)和成像(DOI)是一种非侵入性方法，利用近红外线来评估组织特性，如总血红蛋白浓度和血氧饱和度。这些技术在软组织成像方面表现出色，可应用于乳腺癌检测、脑功能评估、中风诊断以及光动力和放射治疗等疗法的监测。

显微成像技术

各种光学显微成像技术可提供亚微米级的高分辨率成像，实现细胞结构和过程的详细可视化。这种方法可使焦平面上的荧光结构呈现出高对比度，但焦外信号可能会影响图像质量。

共聚焦显微镜克服了这一限制，它可以对样本进行三维扫描，同时将检测范围限制在一个确定的焦平面内。这可以通过针孔孔径来实现，针孔孔径可以排除焦外光线，从而获得更高分辨率的图像。

审核编辑 黄宇