Översikt över det utvecklade höghastighets holografiska fluorescensmikroskopisystemet för skanningsfri 3D-mätning med submikronupplösning. Kredit:National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Tohoku University, Toin University of Yokohama, Japan Science and Technology Agency (JST)
National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Tohoku University, Toin University of Yokohama, och Japan Science and Technology Agency (JST) har lyckats utveckla ett skanningsfritt höghastighets holografisk fluorescensmikroskopisystem med submikronupplösning för ett 3D-rum. Systemet är baserat på digital holografi.
Det utvecklade mikroskopisystemet har en algoritm för att inhämta 3D-information om fluorescerande föremål mot skanningsfri 3D-mätning på mindre än 1 millisekund. Scanless 3-D-avkänning med submikronupplösning och färgmultiplexad holografisk fluorescensavbildning har demonstrerats med hjälp av algoritmen. Mikroskopisystemet kommer att vidareutvecklas för att uppnå holografisk 3D-avkänning av rörliga bilder av prover med inkoherent ljus.
Denna prestation publicerades i Optik bokstäver som ett öppet papper den 29 januari, 2021.
Det skanningsfria höghastighets holografiska fluorescensmikroskopisystemet som visas i figur 1 konstruerades baserat på digital holografi och är tillämpbart på avkänning av inkoherent ljus såsom fluorescensljus och naturligt ljus. Den utvecklade algoritmen gör det möjligt att använda en fasmodulator för att generera två fasvärden, vilket förväntas öka mäthastigheten. Submikronupplösning för ett 3D-utrymme demonstrerades framgångsrikt med användning av fluorescerande föremål med en diameter på 0,2 mikron.
De experimentella resultaten som visas i figur 2 indikerar att det utvecklade mikroskopisystemet uppnår 3D-avkänning av nanopartiklar och har submikronupplösning kvantitativt för ett 3-D-utrymme. Skanningsfri 3D-mätning på mindre än 1 millisekund kan uppnås genom att använda algoritmen med antingen en ferroelektrisk flytande kristall på kisel (FLCOS) eller en elektrooptisk (EO) enhet. Färgmultiplexad holografisk fluorescensavbildning med algoritmen och endast fyra exponeringar har också demonstrerats genom att kombinera den föreslagna algoritmen och beräkningssammanhängande superposition (CCS). Antalet exponeringar reduceras av algoritmen, och antalet fotoner per hologram ökas även för ytterst svagt ljus.
Uppe till vänster:experimentella resultat av 3D-avkänning för fluorescerande partiklar med en diameter på 0,2 mikron. Uppe till höger:x-z-bild av den rekonstruerade partikeln markerad med den violetta pilen. Nederst till vänster:plottar av partikeln markerade med den violetta pilen längs x- och y-axlarna. Nederst till höger:plottar av partikeln markerad med den violetta pilen längs z-axeln. Kredit:National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Tohoku University, Toin University of Yokohama, Japan Science and Technology Agency (JST)
