荧光成像是一种利用荧光物质发光特性进行图像采集和分析的技术。荧光是光子与分子的相互作用产生的一种发光现象。在常态下，大多数分子处于基态的低振动能级。当这些分子受到光能、电能、化学能等形式的能量激发后，原子核周围的电子会从基态能级跃迁到能量较高的激发态。激发态的电子处于高能量状态，不稳定，会通过两种途径释放能量回到基态：一种是以光子形式释放能量的辐射跃迁（包括荧光和磷光过程），另一种是以热能等形式释放能量的非辐射跃迁。其中，以光子形式释放能量的辐射跃迁所产生的出射光即为荧光。
荧光成像系统通常包括以下几个部分：
荧光信号激发系统：包括激发光源和光路传输组件。激发光源可选激光光源和发光二j管光源。激光光源为单波长非连续光，分辨率和灵敏度高；二j管光源结构更紧凑简洁，激发光带宽较宽，能量输出相对较低，可以直接整合到图像扫描设备内，比较经济轻便。
荧光信号收集组件：用于捕获样品发出的荧光信号。
信号检测以及放大系统：包括光电倍增管（PMT）和视觉相机（如电荷耦合元件CCD和互补金属氧化物半导体相机）等。PMT将放大后的光信号转化为电信号，放大倍数高，转化波长范围广；视觉相机则用于荧光成像的成像组件，如EMCCD、ICCD、SCMOS相机和制冷相机等。
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