Fourier ptychografische microscopie (FPM) is een techniek voor computationele beeldvorming en kwantitatieve fasebeeldvorming (QPI). Het pakt effectief de wisselwerking aan tussen resolutie en gezichtsveld (FOV) in conventionele microscopie. Het kan een gigapixelbeeld verkrijgen zonder mechanisch scannen en is de laatste jaren toegepast in de digitale pathologie.

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Yao Baoli van het Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) beoordeelde recente ontwikkelingen in FPM, inclusief de implementatie van zeer nauwkeurige kwantitatieve fasebeeldvorming, beeldvorming met hoge doorvoer, beeldvorming met hoge snelheid, driedimensionale beeldvorming, gemengde toestand ontkoppeling, en introduceerde biomedische toepassingen.

De studie is gepubliceerd in Rapporten over vooruitgang in de natuurkunde op 18 augustus.

Prof. Yao en zijn medewerkers hebben sinds 2014 een reeks methoden ontwikkeld om zeer nauwkeurige FPM stabiel en efficiënt te implementeren, met de oplossing voor ongelijke LED-verlichtingsintensiteit, methoden voor het voorbewerken van gegevens om ruis te onderdrukken, systeemkalibratie-algoritme (SC-FPM) en de oplossing voor het vignetteringseffect.

In dit onderzoek, de onderzoekers leverden een uitgebreide roadmap van microscopie, de fundamentele principes, voordelen, en nadelen van bestaande beeldvormingstechnieken, en de belangrijke rol die FPM speelt in de ontwikkeling van de wetenschap. Ze onthulden ook de interne verbinding tussen FPM en gestructureerde verlichtingsmicroscopie (SIM).

In termen van FPM met hoge resolutie, ze stellen subgolflengte resolutie FPM (SRFPM) voor met halfronde digitale condensatoren, het bereiken van een 4×/0.1NA-doelstelling met de uiteindelijke effectieve beeldprestaties van 1,05 NA bij een resolutie van 244 nm met de invallende golflengte van 465 nm over een brede FOV van 14,60 mm2 en een scherptediepte (DOF) van 300 m .

De onderzoekers bespraken ook de uitdagende problemen en toekomstige toepassingen van FPM. FPM kan worden uitgebreid tot een soort raamwerk om het faseverlies en systeemlimieten in het beeldvormingssysteem aan te pakken. Dit inzicht kan gemakkelijk worden gebruikt bij spikkelbeeldvorming, onsamenhangende beeldvorming voor beeldvorming van het netvlies, groot-FOV fluorescentiebeeldvorming, enzovoort.

"Wij zijn van mening dat deze beoordeling kritische inzichten kan bieden voor toekomstige vorderingen in de studie en toepassingen van FPM, " zei dr. Pan An, de eerste auteur van de studie.