12月1日，從中國科學院西安光機所傳來好消息：該所超快光科學與技術全國重點實驗室研究員姚保利團隊在高分辨定量相位成像領域取得重要進展。研究團隊提出了正交偏振復用剪切干涉技術，并以此研發(fā)出集成化定量相位相機Q-camera。該相機結構緊湊、空間分辨率高、工作波段寬，使定量相位成像技術向著更快速、更清晰、更實用的方向邁進一大步。相關研究成果發(fā)表于光學領域國際權威期刊Optica。

　　定量相位成像技術是一種無需染色、不損傷樣品的先進光學成像技術，能精準測量光穿過透明物體(如活細胞、流體等)后的相位信息變化，從而反推其物理特性。

　　“現(xiàn)有定量相位成像技術各有短板：有的光路結構簡單，但速度慢;有的測量精度高，但易受激光散斑噪聲影響、對環(huán)境要求極高;有的成像快，但清晰度不足。”姚保利介紹，“我們設計出一種特殊的偏振調(diào)制衍射光學元件，它可以將光線‘分’成4束并巧妙控制其偏振方向，讓它們在相機芯片上只與‘對角線上的另一束’發(fā)生干涉，最終形成一幅僅包含兩組正交剪切干涉的特殊圖像，再通過算法還原出樣品的高精度相位圖。”

　　基于該技術研發(fā)的集成化定量相位相機Q-camera優(yōu)勢明顯，它使圖像細節(jié)分辨能力顯著增強，還支持單次曝光實時成像。實驗中，團隊成功記錄了水中輪蟲游動的實時運動軌跡，畫面清晰。此外，該相機的適應性更強，既可兼容激光與低相干寬帶光源，也可用普通的鹵素燈等寬帶照明光源，后者還能有效提升圖像質(zhì)量。

　　“Q-Camera可直接與普通光學成像系統(tǒng)對接，易于在實驗室和工業(yè)場景中部署，在光學材料檢測、生物醫(yī)學研究、微流控分析以及工業(yè)精密測量等領域的應用潛力巨大。”姚保利說。

　　姚保利團隊長期專注于高精度定量相位成像領域研究，積累了豐富技術經(jīng)驗并取得了諸多研究成果。研究團隊現(xiàn)已與國內(nèi)外多家科研院所及高校開展了合作，先后為流場可視化、工業(yè)檢測等研發(fā)了多種定量相位成像裝置，其中高精度定量相位顯微觀測裝置已應用于我國載人空間站科學實驗專柜。

　　(記者 孫亞婷)