相襯顯微鏡可以無需染色觀察相位物體(ti) 。大多數的活細胞是透明的(即相位物體(ti) )，光的吸收和散射都很弱，由細胞厚度或折射率變化來改變入射光波的位相分布。而人眼隻能感受光強的變化，不能辨別位相變化。 解決(jue) 這一困難需要將位相變化轉化為(wei) 強度的變化。生物學家采用對透明細胞的染色技術達到這一目的。但是，染色會(hui) 對細胞的健康、結構等帶來一係列影響，使得我們(men) 不能在顯微鏡下如實的觀察細胞的生命過程。Zernike發明的相襯顯微鏡通過改變直接透射光和相位物體(ti) 微弱的散射光之間的位相關(guan) 係，將空間的位相變化轉換成人眼可觀測的強度變化，使得透明相位物體(ti) 無需染色即可清晰的觀察其內(nei) 部細節。然而，相襯顯微鏡隻能定性觀察，不能得到定量的結果。
博覽：2011 Optics Express 空間光幹涉顯微鏡(SLIM)
技術背景：
相襯顯微鏡可以無需染色觀察相位物體(ti) 。大多數的活細胞是透明的(即相位物體(ti) )，光的吸收和散射都很弱，由細胞厚度或折射率變化來改變入射光波的位相分布。而人眼隻能感受光強的變化，不能辨別位相變化。 解決(jue) 這一困難需要將位相變化轉化為(wei) 強度的變化。生物學家采用對透明細胞的染色技術達到這一目的。但是，染色會(hui) 對細胞的健康、結構等帶來一係列影響，使得我們(men) 不能在顯微鏡下如實的觀察細胞的生命過程。Zernike發明的相襯顯微鏡通過改變直接透射光和相位物體(ti) 微弱的散射光之間的位相關(guan) 係，將空間的位相變化轉換成人眼可觀測的強度變化，使得透明相位物體(ti) 無需染色即可清晰的觀察其內(nei) 部細節。然而，相襯顯微鏡隻能定性觀察，不能得到定量的結果。
定量結果需要定量相位成像。定量相位成像最近已成為(wei) 一個(ge) 活躍的領域，並提出了各種實驗方法。可以用於(yu) 細胞成像和全局細胞參數的評估，如幹物質質量、平均折射率和組織切片的統計參數等。
當前不足：
定性的相襯顯微鏡無法量化待測樣本的相位，而定量相位成像由於(yu) 其通常使用激光照明，其產(chan) 生的散斑使得圖像對比度無法與(yu) 白光照明顯微的對比度相比，且實驗裝置複雜和維護成本高，限製了它在生物學領域的国产成人在线观看免费网站。
文章創新點：
基於(yu) 此，美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Zhuo Wang(第一作者)和Gabriel Popescu(通訊作者)等人提出一種空間光幹涉顯微鏡(spatial light interference microscopy, SLIM)。其將Zernike相襯法與(yu) Gabor全息相結合，在揭示細胞結構的內(nei) 源對比度的同時，可以呈現整個(ge) 樣品的定量光程長。其主要特點有：
（1）圖像無散斑，可實現0.3nm的空間靈敏光程測量。
（2）采用同軸幹涉，可實現0.03nm的時間靈敏光程測量。
原理解析：
（1）SLIM裝置。SLIM通過在商業(ye) 相襯顯微鏡的輸出像麵附加一個(ge) 額外的空間光調製模塊完成(如圖1a所示)。傅裏葉透鏡L1將商業(ye) 相襯顯微鏡中包含相移環的物鏡出瞳成像到反射式液晶相位調製器(LCPM)表麵上，LCPM上的模式精確匹配相位環圖像的大小和位置，從(cong) 而精確控製像場的散射和非散射分量之間額外的相位延遲。具體(ti) 來講，相襯顯微鏡讓樣品的散射光和非散射光之間產(chan) 生π/2的相移，而隨後的空間光調製模塊以π/2為(wei) 增量，進一步的增大相移量，並記錄下每一次相移時的圖像(如圖1b所示)。憑借ccd記錄的4幅相移圖像，從(cong) 而生成確定的定量相位圖像。圖1c是海馬神經元的定量相位圖。(數學原理見末尾附錄)
視頻1：活海馬神經元的 SLIM 成像
參考文獻：Zhuo Wang, Larry Millet, Mustafa Mir, Huafeng Ding, Sakulsuk Unarunotai, John Rogers, Martha U. Gillette, and Gabriel Popescu, "Spatial light interference microscopy (SLIM)," Opt. Express 19, 1016-1026 (2011)
DOI：https://doi.org/10.1364/OE.19.001016
附錄：
樣本的相位可以描述為(wei) ：
n-n0是樣本與(yu) 周圍介質的折射率差，h是樣本的局部厚度，λ是照明光源的中心波長。通過測量出相位，可以知道局部厚度h。本文的方法就是為(wei) 了通過獲得相位反推厚度。
假設非散射光場為(wei) E0,散射光場為(wei) E1(x,y)，則CCD上的光強為(wei) ：
ΔΦ(x,y)是E0和E1(x,y)之間的相差，nπ/2是空間光調製模塊附加的相位。以π/2為(wei) 增量，取4個(ge) 值(即采集四幅強度圖像)。得到：
令
其中
從(cong) 而
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