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生物顯微中一個重要的應用是活體成像，活體組織是研究細胞活動極為重要的一環。為了不損傷組織，光子數量受到嚴格限制。AO能夠通過組織中的散射光校正波前誤差。短波紅外相機和AO結合，成為深層組織活體圖像研究的理想工具，從而從生物標本中提取重要信息。

AO在視網膜成像中的應用：

  視網膜成像用于發病之前檢測眼部疾病，并及早進行治療。包括青光眼、糖尿病視網膜病變和年齡相關性黃斑變性。此外，視網膜是心靈的窗戶，我們有能力分辨單一的視網膜細胞（＜3μm）并通過顯微監測血管的眼血流量來監控病人的健康變化。而有研究成果顯示了視網膜血管損傷與冠心病、中風和糖尿病存在相關性。

  目前，獲取視網膜的超高分辨率圖像尚不可能，因為眼部的缺陷（角膜和晶狀體）會引起波前畸變。有兩種主要技術都采用了AO的眼底成像：共焦掃描激光眼科光學和相干層析。對于這兩種技術，AO可以顯著提高圖像分辨率。

  在OCT案例中，典型的應用是采用中心波長840nm的超輻射發光二極管。然而，1300nm的短波紅外光，將在人體組織中有更好的穿透深度和較小的散射，因此將大幅提高短波紅外相機的圖像信號噪聲比。

AO在長距離激光通信中的應用：

  對地觀測衛星成像傳感器的分辨率不斷增加，要求數據下行速率比目前可行的常規射頻技術快的多。自由空間激光通信是一種很有前途的的技術，既不需要電線，也不需要光纖數據傳輸技術。然而，當遠距離傳送數據（＞1公里），大氣湍流會限制可傳輸的數據率