纤维内窥镜成像技术的突破:波长扫描全息技术与神经网络的结合
在生物医学成像领域,光纤内窥镜因其微创特性而备受青睐,尤其在软性内窥镜检查中发挥着重要作用。最近,一项创新技术的出现为光纤内窥镜成像带来了革命性的进步。这项技术通过结合波长扫描全息技术和多层卷积神经网络,显著提升了成像质量和分辨率。
这项技术的核心在于使用单模光纤进行物体在不同波长下的照明,并通过多芯光纤收集一定距离外的衍射光。通过U-Net多层卷积神经网络,研究人员能够从近端记录的强度图中恢复多芯光纤远端的衍射图,进而利用平面摄影算法重建相位对象。这一过程不仅提高了物体重建的质量,而且随着所用波长的增加,重建效果得到了显著提升。

研究方法与材料
研究中采用了一个迭代叠层系统,该系统使用两根光纤:一根用于照明,一根用于收集衍射波前。实验装置包括可调谐激光器、镜头、单模光纤、相位空间光调制器、分束器、相机等,共同实现了波长扫描层析成像技术(ws-PIE)。
实验环境搭建
实验中,来自可调谐激光器的光通过镜头耦合并通过单模光纤传输,照亮相位空间光调制器的有效区域。反射光通过分束器分束后,一部分成像到相机(CCD1),另一部分通过多芯光纤并使用镜头对相机(CCD2)进行成像。半波片和线性偏振器位于空间光调制器之前和之后,以提高调制效率并降低系统噪声。
结果展示
实验结果显示,通过改变波长数和波长范围,物体的重建效果得到了显著提升,均方误差(MSE)也随之减小。图像重建展示了不同波长配置下的灰度和二进制SLM模式,证明了使用多个波长可以更详细地观察波长,从而显著提高效果。
这项研究采用了神经网络增强的波长扫描全息技术,为光纤内窥镜成像提供了一种新的解决方案。与传统的端到端神经网络相比,这种两步混合系统显示出了更高的有效性和实用性。这种替代和简化的胸腔镜内窥镜设置通过神经网络和波长扫描提供了显著的改进,为医学成像领域带来了新的希望。
随着技术的不断进步,我们可以期待这种结合了波长扫描全息技术和神经网络的纤维内窥镜成像技术在未来的医疗诊断和治疗中发挥更大的作用。
-
半导体抛光设备自动化应用及工艺质量管控要点探析
在半导体器件规模化量产进程中,抛光工艺作为保障晶圆加工精度与表面质量的核心环节,其设备自动化水平、工艺参数调控能力、检测体系完善度及异常处置效率,直接决定生产效率、工艺稳定性与产品良率。本文从抛光设备自动化配置要求、核心工艺参数调控、关键检测指标界定及常见工艺异常处理四个维度,系统阐述半导体抛光工艺的质量管控核心要点,为半导体抛光制程的标准化、精细化实施提供参考。
2026-02-12
-
硅晶圆激光切割核心技术深度解析:原理、工艺与质量把控
在半导体制造产业链中,硅晶圆切割是芯片成型的关键工序,其加工精度与效率直接影响芯片良品率和产业发展节奏。随着微电子器件向微型化、薄型化升级,传统切割方式的弊端逐渐显现,激光切割凭借高精度、低损伤的技术优势成为行业主流。本文从激光切割系统的硬件构成出发,深入拆解隐形切割与消融切割两大核心工艺,解析光斑、焦点的精度控制逻辑,并探讨切割质量的评价维度与效率平衡策略,系统梳理硅晶圆激光切割的核心技术体系
2026-02-12
-
无掩模激光直写技术研究概述
无掩模激光直写技术作为微纳加工领域的先进光刻技术,摒弃了传统光刻工艺对掩模版的依赖,凭借直接写入的核心特性,在复杂微纳结构制备、高精度图案加工中展现出独特优势,成为微纳加工领域的重要技术方向。本文从工作原理与流程、技术特性、现存挑战、分辨率与对准参数、核心设备及厂务动力配套要求等方面,对该技术进行全面梳理与阐述。
2026-02-12
-
SiC功率器件的高温时代:封装成为行业发展核心瓶颈
在半导体功率器件技术迭代进程中,碳化硅(SiC)凭借高温工作、高电流密度、高频开关的核心优势,成为推动功率半导体升级的关键方向,其普及大幅提升了器件的功率密度与工作效率,为功率半导体行业发展带来全新机遇。但与此同时,行业发展的核心瓶颈正悄然从芯片设计与制造环节,转移至封装层面。当SiC将功率器件的工作温度与功率密度不断推高,芯片本身已具备承受更高应力的能力,而封装环节的材料适配、热路径设计等问题却日益凸显,高温与快速功率循环叠加的工况下,焊料与热路径成为决定SiC功率模块寿命的核心因素,封装技术的发展水平,正成为制约SiC功率器件产业化落地与长期可靠应用的关键。
2026-02-12
