Fourier ptykografisk mikroskopi (FPM) är en beräkningsteknik och kvantitativ fasavbildningsteknik (QPI). Den hanterar effektivt kompromissen mellan upplösning och synfält (FOV) i konventionell mikroskopi. Den kan få en gigapixelbild utan mekanisk skanning och har använts inom digital patologi de senaste åren.

En forskargrupp ledd av Prof. Yao Baoli från Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) granskade de senaste framstegen inom FPM, inklusive implementering av kvantitativ fasavbildning med hög precision, bildbehandling med hög genomströmning, höghastighetsbilder, tredimensionell bildbehandling, frånkoppling av blandade tillstånd, och introducerade biomedicinska tillämpningar.

Studien publicerades i Rapporter om framsteg i fysik den 18 augusti.

Prof. Yao och hans medarbetare har utvecklat en rad metoder för att implementera högprecisions-FPM stabilt och effektivt sedan 2014, involverar lösningen på ojämn LED-belysningsintensitet, dataförbehandlingsmetoder för att dämpa brus, systemkalibreringsalgoritm (SC-FPM) och lösningen på vinjetteringseffekt.

I den här studien, forskarna gav en omfattande färdplan för mikroskopi, de grundläggande principerna, fördelar, och nackdelar med befintliga bildtekniker, och de betydande roller som FPM spelar i utvecklingen av vetenskap. De avslöjade också den interna kopplingen mellan FPM och strukturerad belysningsmikroskopi (SIM).

När det gäller högupplöst FPM, de lägger fram subvåglängdsupplösning FPM (SRFPM) med halvsfäriska digitala kondensorer, uppnå ett 4×/0,1NA-mål med den slutliga effektiva bildprestandan på 1,05 NA vid en upplösning på 244 nm med den infallande våglängden på 465 nm över en bred FOV på 14,60 mm2 och ett skärpedjup (DOF) på 300 μm .

Forskarna diskuterade också de utmanande problemen och framtida tillämpningar av FPM. FPM kan utökas till ett slags ramverk för att tackla fasförlusten och systemgränserna i bildsystemet. Denna insikt kan lätt användas vid fläckavbildning, inkoherent avbildning för näthinnaavbildning, stor-FOV fluorescensavbildning, etc.

"Vi tror att denna granskning kan ge kritiska insikter för framtida framsteg i studien och tillämpningarna av FPM, " sa Dr Pan An, studiens första författare.