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数字全息显微镜在的非扫描成像特性在微纳表征等方面有独特优势,在国内越来越热门,2016年北大和清华相继购入反射式数字全息显微镜,用于微纳和电子器件等应用。[img=液体透镜形变,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271422_01_1546_3.gif[/img][img=24.7MHz表面声波,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271422_03_1546_3.gif[/img][b]液体透镜形变 24.7MHz表面声波[/b][img=MEMS麦克风,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271423_01_1546_3.gif[/img][img=MEMS微镜,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271424_01_1546_3.gif[/img][b]MEMS麦克风 MEMS微镜[/b][img=MEMS悬臂梁,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271425_01_1546_3.gif[/img][img=MEMS微执行器,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271425_02_1546_3.gif[/img][b]MEMS悬臂梁 MEMS微执行器[/b][img=超声传感器,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271426_01_1546_3.gif[/img][img=动态形貌,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271426_02_1546_3.gif[/img][b]超声传感器 动态形貌刻蚀[/b][img=,384,192]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271435_01_1546_3.gif[/img][img=,384,244]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271435_02_1546_3.png[/img][b]细胞筛选-HeLa cells treated with Doxorubicin 红细胞3D图[/b][img=,384,200]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709271436_01_1546_3.gif[/img][b]酵母菌干重实时测量[/b]
加州大学洛杉矶分校(UCLA) Ozcan教授称,“医生可以使用这些设备来改善偏远地区的卫生健康问题”。 该便携式设备使用激光而不是镜头识别中水、食物或血液中的病菌。廉价的造价还不到 100美金 (60 英镑)。其生成的图像可以被上载到远程计算机作进一步的分析。科学家们希望该技术将有助于缺乏先进的诊断设备的地区提高医疗健康服务。有关显微镜的发明内容,加利福尼亚大学洛杉矶分校 (ucla)的研究人员已经发表在《Biomedical Optics Express》。微三维技术 该设备有两种操作模式:“传输模式”可以分析水和血液等液体,“反射模式”则可以产生高密度物质表面的全息图像。 “传输模式很好的观测透明的细胞或薄片”,Leicester大学先进显微镜中心Karl Ryder博士解释说。“但是,如果你想看看固体的表面,不能使用传输模式,因为光线不会穿透过去”。在反射模式中,显微镜使用全息技术产生样品的三维图形。“你采用一束激光并使用分束镜分成两束,然后使用这两束激光照亮样品”。“你可以再用数学模型让重组的两束光产生三维图形”。廉价芯片 设计的关键优势是它采用廉价的电子元件而不是昂贵的镜头。Ryder博士说,“在此系统中没有光学器具,使得体积做得很小,而且用来看小样品,你不需要复杂的聚焦”。而且显微镜使用类似iPhone 和Blackberry手机中常见的数码照片感应器。这些仅用到少于15美金的成本。尽管它的价格低,研究者声称该显微镜可以监视难检测的细菌如大肠杆菌的暴发。UCLA教授Ozcan表示,“在水和食物检测低浓度大肠杆菌是十分艰巨的任务,这个显微镜可以提供现场调查的方案”。 该设备可以获得原始数据,但简单的设计意味着需要具有计算能力的外部设备进一步处理。用户可以转发图像数据到他们的手机、笔记本电脑、或上传到互联网服务器。Ozcan教授相信该显微镜可以为发展中国家的医务工作提供不可估量的价值。“只需要简单培训,在缺乏医疗检测设备的偏远地区,医生可以使用这些设备提高医疗健康服务。
数字全息显微镜DHM测量材料动态的3D形貌,亚纳米分辨率,基于菲涅尔衍射的数字全息重建技术 [table=100%][tr][td][img=动态3D细胞监测,690,138]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711241018_01_1546_3.jpg!w690x138.jpg[/img]仅0.001秒即可测出物体三维形貌,并且是亚纳米的分辨率。不同于传统白光干涉仪、共聚焦显微镜、扫描探针轮廓仪等需要扫描的成像方式,DHM仅需0.001秒采集单张全息图即可测出物3D形貌信息,做到了快速动态监测。 和传统全息术不一样的是没有采用干板而是采用CCD记录全息图,全息图中 光强图:提供与传统显微镜一样对比度的图像 相位图:提供量化数值,得以对被测物体进行精确三维测量 该系统为预放大全息显微镜,其中的相位图解析中用到了大量的算法,实时相位解包裹技术 实时形貌测量的案例二:石墨烯薄膜受力形变实时测量[img=薄膜形变实时测量,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711241030_01_1546_3.gif!w384x216.jpg[/img][img=MEMS面内面外运动测量,201,220]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711241030_02_1546_3.gif!w201x220.jpg[/img][/td][/tr][/table]