高空间时间分辨率合成孔径相位显微技术

"High spatial and temporal resolution synthetic aperture phase microscopy (HISTR-SAPM) 是一种光学显微镜技术，旨在提升宽场相干成像的横向分辨率。通过平面波照明，该技术能够将分辨率提高一倍，达到约260纳米，同时实现毫秒级的时间分辨率。在HISTR-SAPM中，利用数字微镜设备（DMD）高速稳定地改变样本照明光束的角度，从而实现高空间和时间分辨率的合成孔径相位显微镜成像。" 本文是一篇学术论文，由来自中国香港中文大学、麻省理工学院等多个机构的研究人员共同发表。研究团队提出了一种名为HISTR-SAPM的新技术，它显著提升了光学显微镜在空间和时间维度上的解析能力。传统的光学显微镜受到阿贝分辨率极限的制约，而HISTR-SAPM通过合成孔径和相位信息的处理，打破了这一限制。 在HISTR-SAPM系统中，数字微镜设备（DMD）扮演了关键角色。DMD是一种能够快速、精确控制光束方向的微电子技术，它能够在毫秒时间内改变对样品的照明角度，实现了对样品不同视角的快速扫描。这种高速扫描能力使得HISTR-SAPM可以捕获到更丰富的相位信息，进而提高分辨率和时间分辨率。 论文中，研究人员详细介绍了HISTR-SAPM的工作原理、实验装置、以及实验结果。他们展示了该技术如何在保持高时间分辨率的同时，通过合成孔径技术将横向分辨率提升至260纳米，这大约是传统光学显微镜的两倍。这样的提升对于生物学、材料科学、医学等领域研究微小结构和动态过程具有重要意义，例如细胞内部结构的观察、生物分子的动态行为分析等。 此外，毫秒级的时间分辨率使得HISTR-SAPM能够捕捉到快速变化的生物事件，如细胞分裂、蛋白质动态组装等。这为实时、非侵入性的生物过程研究提供了新的工具。未来，HISTR-SAPM有望在生命科学、纳米科技、药物研发等多个领域得到广泛应用，并推动这些领域的研究进展。 总结来说，这篇论文提出了一种创新的光学显微镜技术——HISTR-SAPM，通过结合数字微镜设备和合成孔径相位成像，实现了对微观世界在空间和时间上的超精细观察，为科学研究和技术创新带来了新的可能性。