研讨职员初次将单像素复振幅全息利用于生物组织宏观成像

起源：中山年夜学 2021-09-21 14:08

近日，中山年夜学电子与信息工程学院、光电资料与技术国度重点试验室李朝晖、沈告成团队提出了一种高通量单像素全息体系。该体系颠覆了过来传统单像素成像在生物成像利用上的限定，不仅能完成年夜视场、高精度的高通量单像素全息，而且胜利在生物切片宏观全息上获得利用。该任务以“Imaging biological tissue with high-throughput sing

近日，中山年夜学电子与信息工程学院、光电资料与技术国度重点试验室李朝晖、沈告成团队提出了一种高通量单像素全息体系。该体系颠覆了过来传统单像素成像在生物成像利用上的限定，不仅能完成年夜视场、高精度的高通量单像素全息，而且胜利在生物切片宏观全息上获得利用。该任务以“Imaging biological tissue with high-throughput single-pixel compressive holography”为题的长篇论文颁发在Nature Communications。

单像素成像凭仗仅仅单个像素看待测物品的空间信息进行还原。尤其在一些CCD、CMOS相机所无奈到达或许需较为低廉的价钱能力到达的波长探测范畴内，单像素光探测器照旧有着低暗电流噪声，高敏锐度，宽探测带宽以及价钱昂贵的特色，使得单像素成像作为一种盘算成像技术逐步遭到人们的存眷。而近年来，跟着盘算才能的飞速进步，单像素成像不再局限于待测样品透射率、反射率等复杂空间信息的获取，更多光学成像性子诸如折射率、厚度、偏光性成像的多维信息获取也尤为紧张。是以，单像素复振幅全息也开端逐步步入了科研职员的视线之中。

早在2013年就曾经呈现了基于液晶电光调制的空间光调制器的单像素全息成像体系来对相位样品进行复振幅成像。起初，数字微镜器件更是被用作进步调制速率的次要器件。然而，若要通过强度调制来完成逐渐相移的相位差干系探测，则必要使用Lee全息或许超像素等办法牺牲像素和速率作为价值来完成相移，年夜年夜下降了单像素全息体系获取的空间信息通量。成像体系的无限性能和生物样品的绝对较低的散射比照度极年夜地障碍了单像素全息成像在生物组织宏观成像利用的展开。

针对上述难题，我校光电资料与技术国度重点试验室李朝晖传授与沈告成副传授设计了一种高通量单像素全息体系。通过抛弃繁琐的被动逐渐相移，在旌旗灯号光束和参考光束之间奇妙引入声光调制器，应用外差全息的思维完成疾速相移。此外，光场编码也不再使用诸如Lee全息或许超像素等办法来天生相位图案，而是间接采取非正交二进制哈达玛矩阵来进行构造光调制。通过上述立异，所研发的高通量单像素全息体系可以完成41，667 pixel/s的空间带宽积，重修图像像素可达256 × 256 = 65，536。该体系今朝可能在年夜视场形式（14.9 mm × 11.1 mm）以及高分辩率形式（5.80 μm × 4.31 μm）下进行转换，以知足分歧需求下的复振幅成像以及紧缩传感利用。

研讨职员胜利对小鼠尾巴和年夜脑组织切片进行了复振幅成像以及响应的紧缩传感利用，从幅度到相位全方面提醒了生物组织所蕴含的丰厚信息。该任务展现了单像素复振幅全息体系对生物组织切片进行成像时的良好性能，无论是从视场范畴、分辩率、成像无效像素照样空间带宽积，都展现出较好的利用前景，拓宽了单像素全息成像在各类生物简单组织成像及多光谱成像中的利用前景。(100yiyao.com）

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