박정훈 연구실

본 연구는 다광자 형광 현미경에서 공간광 변조기를 이용한 적응광학 기반 파면 수차 보정 기술을 개선합니다. 동적 적응 산란 보정 홀로그래피(DASH) 및 복소 변조 변형(c-DASH)의 수렴 속도를 가속화하는 개선 사항을 제시하며, 수치 시뮬레이션과 생쥐 폐 조직의 내피세포 실험을 통해 최적화된 c-DASH가 단일 측정 반복으로 모든 수차 모드를 보정할 수 있음을 입증합니다.

본 연구는 희토류 도핑 상향변환 나노입자(Yb³⁺/Tm³⁺ 공도핑 NaYF₄)를 이용하여 연속파 레이저 여기 하에서 비선형 광학 반응을 통해 깊은 조직 이미징을 구현합니다. 자외선, 청색, 근적외선 다중 파장 방출의 비선형 특성을 활용하여 마우스 뇌혈관을 800 µm 깊이까지 고해상도 3D 이미징하고 혈류 역학을 실시간 촬영합니다.

본 연구는 액정 기반 위상 전용 공간광 변조기(LC-SLM)의 참조 없는 직교 보정 방법을 제시합니다. 제안된 방법은 최소한의 광학 소자만 필요하며 전역 보정과 동일한 측정 시간으로 임의 개수의 SLM 부분영역을 보정할 수 있습니다. 산란 매질을 통한 파면 형성에서 2160개 부분영역으로 보정된 SLM이 단일 전역 룩업테이블 대비 2.2배의 보정 효율 향상을 달성했습니다.

본 논문은 무작위 매질을 통한 이미징을 위한 새로운 위상 복원 방법을 제안합니다. 시프트 보정된 이미지들의 앙상블 평균화를 통해 난기류나 다중 산란 매질로 인한 위상 왜곡을 회절 한계까지 정확히 복원할 수 있음을 입증합니다. 이 방법은 최적화 매개변수가 없고 사전 정보를 요구하지 않으며 계산상 빠르고 간단합니다.

본 연구는 구조화된 조명을 이용한 고동적범위(SI-HDR) 이미징 기법을 제시합니다. 기존 검출기의 동적범위 제한으로 인해 약한 신호와 강한 신호가 공존하는 생물학적 샘플에서 정량적 측정이 어려운 문제를 해결하며, 단일 측정으로 실시간 고동적범위 이미징을 가능하게 합니다. 마우스 뇌 슬라이스의 기가픽셀 이미징, 신경세포 미토콘드리아 구조 분석, 3D 부피 이미징 등 다양한 응용을 입증합니다.