12月1日，從中國科學(xué)院西安光機(jī)所傳來好消息：該所超快光科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員姚保利團(tuán)隊(duì)在高分辨定量相位成像領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)提出了正交偏振復(fù)用剪切干涉技術(shù)，并以此研發(fā)出集成化定量相位相機(jī)Q-camera。該相機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、空間分辨率高、工作波段寬，使定量相位成像技術(shù)向著更快速、更清晰、更實(shí)用的方向邁進(jìn)一大步。相關(guān)研究成果發(fā)表于光學(xué)領(lǐng)域國際權(quán)威期刊Optica。

　　定量相位成像技術(shù)是一種無需染色、不損傷樣品的先進(jìn)光學(xué)成像技術(shù)，能精準(zhǔn)測量光穿過透明物體(如活細(xì)胞、流體等)后的相位信息變化，從而反推其物理特性。

　　“現(xiàn)有定量相位成像技術(shù)各有短板：有的光路結(jié)構(gòu)簡單，但速度慢;有的測量精度高，但易受激光散斑噪聲影響、對環(huán)境要求極高;有的成像快，但清晰度不足。”姚保利介紹，“我們設(shè)計(jì)出一種特殊的偏振調(diào)制衍射光學(xué)元件，它可以將光線‘分’成4束并巧妙控制其偏振方向，讓它們在相機(jī)芯片上只與‘對角線上的另一束’發(fā)生干涉，最終形成一幅僅包含兩組正交剪切干涉的特殊圖像，再通過算法還原出樣品的高精度相位圖。”

　　基于該技術(shù)研發(fā)的集成化定量相位相機(jī)Q-camera優(yōu)勢明顯，它使圖像細(xì)節(jié)分辨能力顯著增強(qiáng)，還支持單次曝光實(shí)時(shí)成像。實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)成功記錄了水中輪蟲游動的實(shí)時(shí)運(yùn)動軌跡，畫面清晰。此外，該相機(jī)的適應(yīng)性更強(qiáng)，既可兼容激光與低相干寬帶光源，也可用普通的鹵素?zé)舻葘拵д彰鞴庠?，后者還能有效提升圖像質(zhì)量。

　　“Q-Camera可直接與普通光學(xué)成像系統(tǒng)對接，易于在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)場景中部署，在光學(xué)材料檢測、生物醫(yī)學(xué)研究、微流控分析以及工業(yè)精密測量等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。”姚保利說。

　　姚保利團(tuán)隊(duì)長期專注于高精度定量相位成像領(lǐng)域研究，積累了豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn)并取得了諸多研究成果。研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已與國內(nèi)外多家科研院所及高校開展了合作，先后為流場可視化、工業(yè)檢測等研發(fā)了多種定量相位成像裝置，其中高精度定量相位顯微觀測裝置已應(yīng)用于我國載人空間站科學(xué)實(shí)驗(yàn)專柜。

　　(記者 孫亞婷)