非干涉无标记三维折射率显微成像的研究进展

光学衍射层析成像以折射率为内源性染剂,非侵入式地获取生物样本的三维结构信息,并有希望实现对活体样本(如活细胞等)的长时间动态观测,在生物医学和生命科学领域具有重要的意义。然而,光学衍射层析成像依赖于弱散射近似和干涉测量,前者极大地限制此项技术在集群细胞和组织等厚样本上的观测表现,后者则会显著地增加成像系统的复杂度。针对上述问题,研究人员开发了一类基于非干涉强度测量原理的衍射层析成像技术。首先,对非干涉强度衍射层析成像进行基本描述,包括其成像系统、成像指标和重建问题等;接下来从非干涉相位恢复、三维光学传递函数、多层递归正向传播模型和神经网络4条技术路线介绍非干涉强度衍射层析成像的研究成果和最新进展,并对上述方法进行对比;最后讨论当前面临的问题和挑战以及未来的研究方向。

三视角数字全息层析重建光纤折射率实验研究

为了提高数字全息层析技术的动态特性，提出一种三视角实时采集数字层析全息图记录系统及层析全息图的处理方法。设计并实现了包含有三束物光波、一束参考光波的三视角离轴全息干涉光路系统，形成单幅层析全息图;根据单幅层析全息图的频谱分布特点，提出了全息图中各向干涉分量的提取方法，以折射率渐变型光纤为实验样本开展了实验分析，层析重建了光纤横截面的三维折射率。实验结果验证了这种方法的正确性和有效性，研究结果可应用于活体细胞形态的实时监测。