高灵敏度干涉定量相位显微前沿进展与应用(封面文章·特邀)

在无标记原生状态下对活细胞进行精准观测具有重大挑战,因其结构变化引起的形变可小至亚纳米尺度。此外,针对下一代原子级尺度制造,缺乏高精度在线表征工具将导致大规模芯片生产中良品率偏低。干涉定量相位显微技术(Interferometric Quantitative Phase Microscopy,iQPM)作为一种无标记宽场显微技术,已被广泛应用于定量解析样本形貌及其动态变化,在晶圆缺陷检测与疾病诊断等应用上展现出巨大潜力。文中聚焦于高灵敏度iQPM技术的发展,首先介绍iQPM的工作原理、相位灵敏度理论和制约因素。针对细胞动态分析及原子材料计量需求,从干涉光路设计、探测和照明等方面进一步讨论了相位灵敏度极限拓展的策略,并梳理高灵敏度iQPM在前沿应用领域的进展。最后,分析并讨论了相位灵敏度提升的新思路。