叠印调制引擎（PME）：一种用于相干超分辨成像的低成本 DIY 显微镜附加模块
仪器与探测器
2019-10-01 v2 图像与视频处理
光学
摘要
生物细胞与组织的成像通常依赖荧光标记，其以分子特异性提供高对比度。然而，外源标记剂的使用可能改变生物样本的正常生理状态。作为已确立荧光显微镜的补充，无标记定量相位成像为生物样本提供了客观的形貌测量工具，且不受对比剂引入的变异性影响。在此我们报道一种简单且低成本的显微镜附加模块，称为叠印调制引擎（PME），用于超分辨定量相位成像。在该显微镜附加模块中，我们将一个扩散器附着于可机械移动至不同 x-y 位置的 3D 打印支架上。随后我们使用两个振动电机为扩散器引入随机位置偏移。该附加模块可置于大多数现有显微镜平台的物镜与样本之间。得益于扩散器调制过程，原本不可获取的高分辨率物体信息现可被编码至所捕获的图像中。在叠印相位恢复过程中，我们联合恢复复物体波前、复扩散器剖面以及扩散器的未知位置偏移。我们展示了相较所用 2X 物镜衍射极限 4 倍的分辨率提升。我们还对活体细胞成像测试了该方法，能够在数据采集后调整焦点。所报道的显微镜附加模块为超分辨定量相位成像提供了即用解决方案。它可能在需要大视场与高分辨率兼有的无标记生物成像中找到应用。
引用
@article{arxiv.1908.05761,
title = {Ptychographic modulation engine (PME): a low-cost DIY microscope add-on for coherent super-resolution imaging},
author = {Zichao Bian and Shaowei Jiang and Pengming Song and He Zhang and Pouria Hoveida and Kazunori Hoshino and Guoan Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.05761},
year = {2019}
}