计算光学显微成像技术：智能手机平台的应用与进展

"这篇文档是关于基于智能手机平台的计算光学显微成像技术的研究综述。文章探讨了光学显微镜在科学研究中的重要性，特别是随着生命科学和病理学的发展，对更精密显微成像技术的需求。文中提到了传统的染色和荧光标记方法，以及超分辨率荧光显微技术在解决成像对比度问题上的贡献，但也指出了这些方法的局限性，如侵入性影响和无法长时间观察活细胞。然后，文章介绍了无标记显微成像技术，如相差显微镜和微分干涉成像，它们通过光学调控实现对透明生物样本的高对比度观察。最后，文章聚焦于计算光学显微成像，这是一种结合光学调制和计算恢复的新兴成像技术，能够克服传统显微成像的物理限制，推动显微技术进入新的阶段。" 本文首先阐述了光学显微镜的历史意义及其在多个科学领域的应用价值。光学显微镜的成像对比度提升是其核心技术之一，早期通过染色和荧光标记技术改善了弱吸收样本的可视性。尽管荧光显微技术在超分辨率成像方面取得了显著进步，但其侵入性可能影响细胞功能，限制了对活细胞的长期观察。 接着，文章转向了无标记显微成像技术，特别是相差显微镜和微分干涉成像。这些技术不依赖于外部标记，而是利用光学手段将样本的相位变化转化为强度变化，从而实现对透明生物样本的高对比度成像，对活细胞研究提供了非侵入性的解决方案。 最后，文章提出了计算光学显微成像的概念，这是近年来显微技术的一个重要发展方向。与传统的显微成像不同，计算光学显微成像结合了光学调制和计算恢复，通过成像反演算法来克服系统的物理局限，如阿贝衍射极限，从而实现更高质量和更高分辨率的成像。这种方法不仅适用于生物医学研究，还有潜力应用于材料科学和物理学等领域，进一步推动光学显微镜技术的进步。 这篇综述探讨了光学显微成像技术的演变，特别是如何通过计算光学显微成像技术来突破现有技术的限制，为未来的科学研究提供更加先进和精细的观察工具。