Adaptive Optical Microscopy Systems: Unifying theory, practice and applications

Informations projet

AdOMiS

N° de convention de subvention: 695140

DOI 10.3030/695140

Projet clôturé

Date de signature de la CE 8 Juin 2016

Date de début 1 Septembre 2016

Date de fin 31 Août 2022

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total € 3 234 789,00

Contribution de l’UE € 3 234 789,00

Coordonné par

THE CHANCELLOR, MASTERS AND SCHOLARS OF THE UNIVERSITY OF OXFORD
United Kingdom

Publications

Other (11)

Alignment of an SLM-based STED depletion beam

Auteurs: Barbotin, A.
Publié dans: Numéro 3, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3567748

Microscope Resolution Estimation and Normalised Coordinates

Auteurs: Booth, M. J.
Publié dans: Numéro 1, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.4302488

A basic introduction to adaptive optics for microscopy

Auteurs: Booth, M. J.
Publié dans: Numéro 1, 2019
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3471042

Practical Implementation of Adaptive Optical Microscopes

Auteurs: Hampson, Karen Mary; Žurauskas, Mantas; Barbotin, Aurélien; Booth, Martin J.
Publié dans: Numéro 3, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.4080674

Shack-Hartmann sensing with arbitrarily shaped pupil

Auteurs: Cui, J.; Dong, B.; Booth, M. J.
Publié dans: Numéro 3, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3885507

Protocol for imaging through a multimode optical fibre

Auteurs: Turcotte, Raphaël; Emptage, Nigel J.; Booth, Martin J.
Publié dans: Numéro 1, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3839326

Interferometric calibration of a deformable mirror

Auteurs: Antonello, Jacopo; Wang, Jingyu; He, Chao; Phillips, Mick; Booth, Martin
Publié dans: Numéro 1, 2020
Éditeur: https://aomicroscopy.org/
DOI: 10.5281/zenodo.3714950

svmPSF quickstart manual

Auteurs: Turcotte, Raphaël; Schmidt, Carla C.; Emptage, Nigel J.; Booth, Martin J.
Publié dans: Numéro 1, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3901391

Sensorless Adaptive Optics

Auteurs: Hampson, Karen Mary; Antonello, Jacopo; Lane, Richard; Booth, Martin
Publié dans: Numéro 3, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.4065553

Designing and aligning optical systems incorporating Liquid crystal spatial light modulators (SLMs)

Auteurs: Salter, P. S.; Booth, M. J.
Publié dans: Numéro 3, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.4518992

Pinhole alignment in a confocal microscope

Auteurs: Rahman, S. A.; Cui, J.; Booth, M. J.
Publié dans: Numéro 1, 2020
Éditeur: -
DOI: 10.5281/zenodo.3894896

Peer reviewed articles (36)

Asymptotic behaviour of the Strehl ratio in the presence of Zernike polynomial aberrations

Auteurs: M Booth, Q Hu
Publié dans: Asian Journal of Physics, Numéro 30, 2022, Page(s) 1377, ISSN 0971-3093
Éditeur: AJP

Extended range and aberration-free autofocusing via remote focusing and sequence-dependent learning.

Auteurs: Jiahe Cui; Raphaël Turcotte; Nigel J. Emptage; Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 2, 2021, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.442025

Full Poincaré polarimetry enabled through physical inference

Auteurs: Jianyu Lin; Jintao Chang; Jacopo Antonello; Ben Dai; Jingyu Wang; Jiahe Cui; Ji Qi; Min Wu; Daniel S. Elson; Peng Xi; Andrew Forbes; Martin J. Booth
Publié dans: Optica, Numéro 1, 2022, ISSN 2334-2536
Éditeur: Optica
DOI: 10.1364/optica.452646

Adaptive optics for high-resolution imaging

Auteurs: Karen M. Hampson, Raphaël Turcotte, Donald T. Miller, Kazuhiro Kurokawa, Jared R. Males, Na Ji & Martin J. Booth
Publié dans: Nature Reviews Methods Primers, Numéro 1, 2021, ISSN 2662-8449
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1038/s43586-021-00066-7

Multi-scale sensorless adaptive optics: application to stimulated emission depletion microscopy

Auteurs: Jacopo Antonello, Aurélien Barbotin, Ee Zhuan Chong, Jens Rittscher, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 28/11, 2020, Page(s) 16749, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.393363

Compressed imaging with focused light

Auteurs: Biswajit Pathak; Martin J Booth; Raphaël Turcotte
Publié dans: Journal of Optics, Numéro 1, 2022, ISSN 2040-8978
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/2040-8986/ac6880

Three-dimensional adaptive optical nanoscopy for thick specimen imaging at sub-50-nm resolution

Auteurs: Xiang Hao, Edward S. Allgeyer, Dong-Ryoung Lee, Jacopo Antonello, Katherine Watters, Julianne A. Gerdes, Lena K. Schroeder, Francesca Bottanelli, Jiaxi Zhao, Phylicia Kidd, Mark D. Lessard, James E. Rothman, Lynn Cooley, Thomas Biederer, Martin J. Booth & Joerg Bewersdorf
Publié dans: Nature Methods, Numéro 18, 2021, Page(s) 688, ISSN 1548-7091
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41592-021-01149-9

Volumetric two-photon fluorescence imaging of live neurons using a multimode optical fiber

Auteurs: Raphaël Turcotte, Carla C. Schmidt, Martin J. Booth, Nigel J. Emptage
Publié dans: Optics Letters, Numéro 45/24, 2020, Page(s) 6599, ISSN 0146-9592
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.409464

Practical sensorless aberration estimation for 3D microscopy with deep learning

Auteurs: Debayan Saha, Uwe Schmidt, Qinrong Zhang, Aurelien Barbotin, Qi Hu, Na Ji, Martin J. Booth, Martin Weigert, Eugene W. Myers
Publié dans: Optics Express, Numéro 28/20, 2020, Page(s) 29044, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.401933

The Lattice Geometry of Walsh-Function-Based Adaptive Optics

Auteurs: Hu, Q; Xiao, Y; Cui, J; Turcotte, R; Booth, MJ
Publié dans: Photonics; Volume 9; Numéro 8; Pages: 547, Numéro 2, 2022, ISSN 2304-6732
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/photonics9080547

3D super-resolution deep-tissue imaging in living mice

Auteurs: Martin J. Booth; Peng Yuan; Jaime Grutzendler; Mary Grace M. Velasco; Edward S. Allgeyer; Ons M’Saad; Valentina Greco; Dennis May; Joerg Bewersdorf; Phylicia Kidd; Andrew E.S. Barentine; Jacopo Antonello; Mengyang Zhang
Publié dans: Optica, Numéro 14, 2021, ISSN 2334-2536
Éditeur: OSA
DOI: 10.1101/790212

On-chip beam rotators, adiabatic mode converters, and waveplates through low-loss waveguides with variable cross-sections

Auteurs: Bangshan Sun, Fyodor Morozko, Patrick S. Salter, Simon Moser, Zhikai Pong, Raj B. Patel, Ian A. Walmsley, Mohan Wang, Adir Hazan, Nicolas Barré, Alexander Jesacher, Julian Fells, Chao He, Aviad Katiyi, Zhen-Nan Tian, Alina Karabchevsky & Martin J. Booth
Publié dans: Light:Science and Applications, Numéro 11, 2022, Page(s) 214, ISSN 2095-5545
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1038/s41377-022-00907-4

Anisoplanatic adaptive optics in parallelized laser scanning microscopy

Auteurs: Paolo Pozzi, Carlas Smith, Elizabeth Carroll, Dean Wilding, Oleg Soloviev, Martin Booth, Gleb Vdovin, Michel Verhaegen
Publié dans: Optics Express, Numéro 28/10, 2020, Page(s) 14222, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.389974

Aberrations in 4Pi Microscopy

Auteurs: Xiang Hao, Jacopo Antonello, Edward S. Allgeyer, Joerg Bewersdorf, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 25/13, 2017, Page(s) 14049, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.25.014049

z-STED imaging and spectroscopy to investigate nanoscale membrane structure and dynamics

Auteurs: Silvia Galiani; Martin J. Booth; Iztok Urbančič; Aurélien Barbotin; Christian Eggeling; Erdinc Sezgin
Publié dans: Biophysical Journal, Numéro 15, 2020, ISSN 0006-3495
Éditeur: Biophysical Society
DOI: 10.1101/2019.12.28.889923

Adaptive optics allows STED-FCS measurements in the cytoplasm of living cells

Auteurs: Aurélien Barbotin, Silvia Galiani, Iztok Urbančič, Christian Eggeling, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 27/16, 2019, Page(s) 23378, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.27.023378

Arbitrary complex retarders using a sequence of spatial light modulators as the basis for adaptive polarisation compensation

Auteurs: Qi Hu; Chao He; Martin J. Booth
Publié dans: 1, Numéro 1, 2021, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1088/2040-8986/abed33

Background Reduction in STED-FCS Using a Bivortex Phase Mask

Auteurs: Aurélien Barbotin, Iztok Urbančič, Silvia Galiani, Christian Eggeling, Martin Booth
Publié dans: ACS Photonics, Numéro 7/7, 2020, Page(s) 1742-1753, ISSN 2330-4022
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsphotonics.0c00388

Wavefront control in adaptive microscopy using Shack-Hartmann sensors with arbitrarily shaped pupils

Auteurs: Bing Dong, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 26/2, 2018, Page(s) 1655, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.26.001655

Polarisation optics for biomedical and clinical applications: a review.

Auteurs: Chao He; Honghui He; Jintao Chang; Binguo Chen; Hui Ma; Martin J. Booth
Publié dans: Light: Science & Applications, Vol 10, Iss 1, Pp 1-20 (2021), Numéro 1, 2021, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1038/s41377-021-00639-x

Four-dimensional light shaping: manipulating ultrafast spatiotemporal foci in space and time

Auteurs: Bangshan Sun, Patrick S Salter, Clemens Roider, Alexander Jesacher, Johannes Strauss, Johannes Heberle, Michael Schmidt, Martin J Booth
Publié dans: Light: Science & Applications, Numéro 7/1, 2017, Page(s) 17117, ISSN 2047-7538
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/lsa.2017.117

Rapid adaptive remote focusing microscope for sensing of volumetric neural activity

Auteurs: Mantas Žurauskas, Oliver Barnstedt, Maria Frade-Rodriguez, Scott Waddell, Martin J. Booth
Publié dans: Biomedical Optics Express, Numéro 8/10, 2017, Page(s) 4369, ISSN 2156-7085
Éditeur: The Optical Society
DOI: 10.1364/BOE.8.004369

Calibration of a phase-only spatial light modulator for both phase and retardance modulation

Auteurs: Yuanyuan Dai, Jacopo Antonello, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 27/13, 2019, Page(s) 17912, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.27.017912

IsoSense: frequency enhanced sensorless adaptive optics through structured illumination

Auteurs: Mantas Žurauskas, Ian M. Dobbie, Richard M. Parton, Mick A. Phillips, Antonia Göhler, Ilan Davis, Martin J. Booth
Publié dans: Optica, Numéro 6/3, 2019, Page(s) 370, ISSN 2334-2536
Éditeur: OSA
DOI: 10.1364/optica.6.000370

Focusing light in biological tissue through a multimode optical fiber: refractive index matching

Auteurs: Raphaël Turcotte, Carla C. Schmidt, Nigel J. Emptage, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Letters, Numéro 44/10, 2019, Page(s) 2386, ISSN 0146-9592
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/ol.44.002386

Active compensation of extrinsic polarization errors using adaptive optics

Auteurs: Yuanyuan Dai, Chao He, Jingyu Wang, Raphaël Turcotte, Lewis Fish, Matthew Wincott, Qi Hu, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 27/24, 2019, Page(s) 35797, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.27.035797

Implementation of a 4Pi-SMS super-resolution microscope

Auteurs: Jingyu Wang, Edward S. Allgeyer, George Sirinakis, Yongdeng Zhang, Kevin Hu, Mark D. Lessard, Yiming Li, Robin Diekmann, Michael A. Phillips, Ian M. Dobbie, Jonas Ries, Martin J. Booth, Joerg Bewersdorf
Publié dans: Nature Protocols, Numéro 16/2, 2021, Page(s) 677-727, ISSN 1754-2189
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41596-020-00428-7

Microscope-AOtools: a generalised adaptive optics implementation

Auteurs: Nicholas Hall, Josh Titlow, Martin J. Booth, Ian M. Dobbie
Publié dans: Optics Express, Numéro 28/20, 2020, Page(s) 28987, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.401117

Wavefront‐sensorless adaptive optics with a laser‐free spinning disk confocal microscope

Auteurs: Syed Asad Hussain, Toshiki Kubo, Nicholas Hall, Dalia Gala, Karen Hampson, Richard Parton, Mick A. Phillips, Matthew Wincott, Katsumasa Fujita, Ilan Davis, Ian Dobbie, Martin J. Booth
Publié dans: Journal of Microscopy, 2020, ISSN 0022-2720
Éditeur: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/jmi.12976

A universal framework for microscope sensorless adaptive optics: Generalized aberration representations

Auteurs: Q. Hu, J. Wang, J. Antonello, M. Hailstone, M. Wincott, R. Turcotte, D. Gala, M. J. Booth
Publié dans: APL Photonics, Numéro 5/10, 2020, Page(s) 100801, ISSN 2378-0967
Éditeur: SCI
DOI: 10.1063/5.0022523

Compact and contactless reflectance confocal microscope for neurosurgery

Auteurs: Karen M. Hampson; Nigel J. Emptage; Matthew Wincott; Jiahe Cui; Patra Charalampaki; Raphaël Turcotte; Carla Schmidt; Martin J. Booth
Publié dans: Biomed Opt Express, Numéro 16, 2020, ISSN 2156-7085
Éditeur: The Optical Society
DOI: 10.1101/2020.05.13.093435

Generalised adaptive optics method for high-NA aberration-free refocusing in refractive-index-mismatched media

Auteurs: Jiahe Cui; Jacopo Antonello; Andrew R. Kirkpatrick; Patrick S. Salter; Martin J. Booth
Publié dans: Optics Express, Numéro 2, 2022, ISSN 1094-4087
Éditeur: Optical Society of America
DOI: 10.1364/oe.454912

Deconvolution for multimode fiber imaging: modeling of spatially variant PSF

Auteurs: Raphaël Turcotte, Eusebiu Sutu, Carla C. Schmidt, Nigel J. Emptage, Martin J. Booth
Publié dans: Biomedical Optics Express, Numéro 11/8, 2020, Page(s) 4759, ISSN 2156-7085
Éditeur: The Optical Society
DOI: 10.1364/boe.399983

Complex vectorial optics through gradient index lens cascades

Auteurs: Chao He, Jintao Chang, Qi Hu, Jingyu Wang, Jacopo Antonello, Honghui He, Shaoxiong Liu, Jianyu Lin, Ben Dai, Daniel S. Elson, Peng Xi, Hui Ma, Martin J. Booth
Publié dans: Nature Communications, Numéro 10/1, 2019, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-019-12286-3

Repeated imaging through a multimode optical fiber using adaptive optics

Auteurs: Carla C. Schmidt; Raphaël Turcotte; Martin J. Booth; Nigel J. Emptage
Publié dans: Biomedical optics express, Numéro 1, 2021, ISSN 2156-7085
Éditeur: The Optical Society
DOI: 10.1364/boe.448277

Arbitrary vectorial state conversion using liquid crystal spatial light modulators

Auteurs: Qi Hu, Yuanyuan Dai, Chao He, Martin J. Booth
Publié dans: Optics Communications, Numéro 459, 2020, Page(s) 125028, ISSN 0030-4018
Éditeur: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.optcom.2019.125028