盖世汽车讯 据外媒报道，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA,University of California, Los Angeles）在期刊《Advanced Photonics》上发表了一项新研究，介绍了一种使用波长复用衍射光学处理器进行3D定量相位成像（QPI）的前沿方法。

图片来源：UCLA

QPI是一种功能强大的技术，可以揭示由弱散射样本引起的光程长度变化，从而生成透明样本的高对比度图像。传统的3D QPI方法虽然有效，但受限于需要多个照明角度和大量的数字后处理来重建3D图像，因而耗时长、计算量大。

在这项创新研究中，该研究团队开发出波长复用衍射光学处理器，能够将多个2D物体在不同轴向位置的相位分布全光转换为强度图案，每个图案都编码在一个独特的波长通道上。这种设计允许使用仅有强度的图像传感器捕获位于不同轴向平面的输入物体的定量相位图像，从而无需数字相位恢复算法。

加州大学洛杉矶分校首席研究员兼校长教授Aydogan Ozcan表示：“我们对这种新方法在生物医学成像和传感方面的潜力感到兴奋。我们的波长复用衍射光学处理器为透明标本的高分辨率、无标记成像提供了一种新的解决方案，这将大大促进生物医学显微镜、传感和诊断应用。”

这种创新的多平面QPI设计结合了波长复用和深度学习优化的无源衍射光学元件。通过执行光谱复用的相位到强度转换，该设计能够在多个轴向平面上对样本进行快速定量相位成像。该系统具有的紧凑性和全光相位恢复能力使其成为传统数字QPI方法的模拟替代方法。研究人员通过概念验证实验验证了该方法，展示了在太赫兹光谱中成功成像不同轴向位置的不同相位物体。

该设计的可扩展性还允许通过适当的纳米制造方法适应电磁光谱的不同部分，包括可见光和红外波段，为集成了焦平面阵列或图像传感器阵列的新相位成像解决方案铺平了道路，从而实现高效的片上成像和传感设备。

这项研究对生物医学成像、传感、材料科学和环境分析等多个领域都有重要意义。通过为3D QPI提供更快、更有效的方法，该技术可以增强疾病的诊断和研究、材料表征和环境样本监测等应用。