高分辨率大视场的傅里叶层叠衍射成像显微镜

傅里叶层叠衍射成像显微镜是一种计算成像和量化相位成像(QPI)技术。它有效地解决了常规显微镜在分辨率和视场（FOV）之间的权衡问题。它无需机械扫描即可获得十亿像素的图像，并且近年来已在数字病理学中得到应用。

一个由中国科学院（CAS）西安光学精密机械研究所的姚保利教授带领的研究团队回顾了傅里叶层叠衍射成像显微镜（FPM）的最新进展，包括高精度的量化相位成像的实现，高通量成像，高速成像，三维成像，混合状态解耦以及引入的生物医学应用。

这项研究发表在8月18日的《物理学进展报告》中。

自2014年以来，姚教授和他的合作者已经开发出了一系列方法来稳定，高效地实施高精度FPM，包括解决LED照度不均匀的解决方案，抑制噪声的数据预处理方法，系统校准算法（SC-FPM）和渐晕影响解决方案。

在这项研究中，研究人员提供了显微镜的综合路线图，现有成像技术的基本原理，优点和缺点，以及FPM在科学发展中所起的重要作用。他们还揭示了FPM和结构照明显微镜（SIM）之间的内部联系。

在高分辨率FPM方面，他们提出了带有半球形数字聚光镜的亚波长分辨率FPM（SRFPM），在入射波长为465 nm，14.60 mm²的宽视场和300μm的景深（DOF）范围的情况下，以244 nm的分辨率实现了最终的有效成像性能为1.05 NA的4×/ 0.1NA物镜。

研究人员还讨论了FPM的挑战性问题和未来的应用。FPM可以扩展为一种框架，以解决成像系统中的相位损失和系统限制。这种成像效果可轻松用于散斑成像，视网膜成像的非相干成像，大视场荧光成像等。

该研究的第一作者潘安博士说：“我们认为，这篇综述可以为FPM的研究和应用的未来发展提供关键的见解。”