日前，中國科學院西安光學精密機械研究所瞬態(tài)光學與光子技術國家重點實驗室（簡稱：瞬態(tài)室）超分辨成像團隊研制成功雙光子激發(fā)激光掃描實時立體顯微鏡，首次把基于雙目視覺的立體顯微方法和高分辨率雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術結合在一起，實現(xiàn)了對三維熒光樣品的高速立體成像，相關研究被授權國家發(fā)明專利。
當代生命科學研究對光學顯微技術提出了越來越高的要求——更高的空間分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。為了提高成像深度，雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術自20世紀90年代提出后被廣泛應用于神經成像等領域，但是其逐點掃描的成像方式嚴重制約了成像速度。因為高分辨率光學顯微鏡的景深很小，要對樣品完成三維成像，通常需要數十層乃至上百層的二維圖像進行疊加重建得到，圖像采集和處理一般需要數分鐘甚至數十分鐘，要快速實時地獲取和顯示三維圖像非常困難。
瞬態(tài)室研究團隊以雙目視覺原理和貝塞爾光束產生擴展焦場為基礎，提出了由四個振鏡組成的激光束立體掃描裝置，實現(xiàn)了對貝塞爾光束的橫向位置和傾角共三個維度的控制，突破了只有兩個自由度的傳統(tǒng)激光掃描不能實時切換視角的限制。通過對四振鏡立體掃描裝置的優(yōu)化設計和控制，實現(xiàn)了對貝塞爾光束的三自由度快速掃描，可在毫秒量級進行雙視角切換，從而解決了激光掃描立體顯微成像系統(tǒng)中雙光路同時成像的技術難題，首次實現(xiàn)了基于雙視角實時激光掃描的立體顯微成像和顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對樣品進行立體動態(tài)成像和實時雙目立體觀測，其三維成像速度比傳統(tǒng)的逐點掃描方式提高了一到兩個數量級。
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