z分光棱镜助力3D多焦点显微镜

基于标准相机的光学显微镜仅提供单个二维平面的清晰聚焦成像，失焦样品结构变得越来越模糊，焦点清晰度也越来越高。对于厚样本，这种离焦模糊会产生背景，削弱聚焦结构的对比度和信噪比（SNR）。为了使显微镜能够在扩展的深度范围内产生清晰的图像，已经开发了几种策略。为了获得扩展体积上的瞬时（单帧）成像，可以考虑不同的策略。准三维或扩展景深（EDOF）成像可通过超快聚焦扫描或点扩展函数（PSF）工程通过单个二维投影获得成像，完整的三维信息可以通过结合计算技术和深度相关的PSF来实现，尽管轴向分辨率有所损失。然而，这通常需要样本稀疏性或其他先验信息。对于厚或密集标记的样品，由于PSF的展宽和来自不同焦平面的多幅图像的空间叠加，这种二维投影技术会因图像对比度的损失而受到损害。在这些情况下，进行物理或数值的离焦背景抑制是有益的。

       最近，来自美国波士顿大学（Boston University）的研究人员提出了一种多焦点成像策略，它基于一个简单的z-分光棱镜，它可以由现成的组件组装而成。z-分光器将探测光路分成一系列指向一台摄像机的多条路径，这样每个探测路径都共轭不同的焦平面。以这种方式，在单个照相机帧中同时成像样品中沿轴向分布的焦平面序列。利用图像采集的体积特性，研究人员进一步引入了一种新的扩展体积三维反褶积策略，以抑制远离焦的荧光背景，从而显著提高记录图像的对比度，使得系统具有准光学切片的能力。该技术基于标准的宽场显微镜，可以很容易地应用于除荧光之外的各种成像模式，例如相位对比度和暗场成像。由于它的简单，多功能性和性能，相信该系统将在生物医学成像中广泛应用。文章以“High-contrast multifocus microscopy with a single camera and z-splitter prism”发表在Optica上。（鲁强兵）

文章链接：https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-7-11-1477&id=441827