我科研團隊提出生成“又寬又薄”光片新方法

  ICC訊 3月26日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院光電工程技術(shù)中心李劍平團隊在光學期刊《Optics Letters》上發(fā)表最新研究成果。研究團隊提出了一種生成薄而寬的準無衍射激光光片的光瞳掩模優(yōu)化設(shè)計方法。博士后研究員唐城博士為論文第一作者，正高級工程師李劍平博士為通訊作者。

  光片熒光顯微術(shù)是活體生物成像的一場革命。通過將激發(fā)激光限制于顯微物鏡景深范圍附近的光片薄層，既可以減少顯微成像的離焦模糊，又可以減少光漂白和光毒性，極大地提高了圖像的清晰度，延長了生物樣品的觀測時間。通過逐層掃描樣品或光片可形成三維圖像。

  然而，光片顯微術(shù)的成像性能受限于光片的光學屬性，其成像分辨率受限于光片的厚度，成像視場受限于光片的寬度。而光片的厚度和寬度因光波固有的衍射屬性相互制衡。薄光片支持高分辨率，但衍射發(fā)散快、有效寬度窄，限制了成像視場；厚光片衍射發(fā)散慢，支持大視場成像，但限制了分辨率。

  針對這一問題，研究者提出了一種數(shù)值優(yōu)化方法，可以用來設(shè)計一種叫作光瞳掩膜的衍射光學器件，以生成薄而寬的光片。該方法巧妙提出了一個光片質(zhì)量的全局評價因子，用以表征光片厚度、無衍射范圍和旁瓣之間的制衡關(guān)系。理論和實驗表明，優(yōu)化后的掩?？蓪㈧o態(tài)光片無衍射范圍擴大50%，同時使其旁瓣低于20%。據(jù)此生成的新型靜態(tài)光片可以在不犧牲軸向分辨率的前提下，對樣品實現(xiàn)更大視野成像。