具有價格優勢的數字全息顯微鏡克服了繞射受限的橫向分辨率的挑戰。

全息显微镜是一种常见的细胞分析定量工具。随着高分辨率图像传感器的发展，全息图可以以数字方式记录，实现对活细胞的无创观察和分析，而不会损坏细胞结构。

数字全息显微（DH）是一种有效的无标记生物医学成像技术，可以完全访问样本的幅度和相位分布。

通过开发所需的DH条件，并将其与各种成像系统集成，可以同时研究微结构和活细胞的生化、机械和形态学特性。

DH显微镜通常使用平面波照明，成像装置的横向分辨率受其数值孔径和波长的限制。更短的波长源（X射线或紫外线）可以增加横向分辨率。然而，它们可能会损坏某些样本，包括生物组织。

具有大数值孔径的显微镜可以获得较大的数值孔径。然而，这会导致焦深度和工作距离受限。

结构化照明（SI）是一种通过以周期性方式照明样本来增强成像系统分辨率的有前途的技术。然而，这种方法耗时，并且机械振动会增加其时间噪声水平。

SI的实施将受益于共路径几何，因为它可以确保参数在长时间内稳定。

傳統的DH顯微鏡系統與使用雙透鏡和光柵系統的SI方法相結合。提出的方法是基於一種雙棱鏡干涉儀的修改通路配置。

修改的配置允許使用由光柵產生的結構光來提高DH技術的解析度。它涉及傳統照明（CI）和合成照明（SI）全息圖的兩個離軸曝光。

結構光將高頻成分帶入可見光譜中。因此，SI全息圖中的高頻成分和低頻信息是混合的。為了確保SI全息圖譜中的高頻成分和樣品的低頻信息不重疊，需要刪除傳統照明全息圖的譜。

使用數值自動對焦技術和角譜傳播（ASP）方法計算全息圖的振幅。在捕獲兩幅圖像，一幅用於CI圖案，另一幅用於SI圖案後，對全息圖的角譜進行數字濾波並傳輸，從而創建出樣品的高分辨率圖像。

通過結合由光盤提供的SI圖案和由弗涅爾雙棱鏡建立的共軛離軸幾何形狀，開發了一種低成本和高穩定性的方法來獲取振幅和相位分佈，並且空間解析度提高了一倍。

標準測試樣品的實驗結果證實了所提出方法相對於傳統成像系統的解析度增強，因為該方法成功地檢測到細胞的雙凹結構。

透過標準測試樣品評估了橫向解析度的預測。研究結果表明，基於雙棱鏡的數位全息顯微術的SI系統在品質因素上比CI-DH系統高出兩倍。

集成的SI和雙棱鏡干涉儀設置需要兩個全息圖，無需移動光柵，其共路徑設計為多重拍攝成像技術提供了一個非常穩定的系統。

由於雙棱鏡偏折的波的光路長度接近且強度相同，形成高對比度和線性條紋，提高了測量的準確性。

所提出的方法忽略了二次相位因子對重建的相位圖的影響，使兩束光具有相同的曲率。因此，基於菲涅耳雙棱鏡的共路徑配置是一種有效的技術，可以消除不需要的和不相關的相位波動。

此定量全息顯微系統由於其可調制條紋、安裝便捷和價格低廉，非常適合高分辨率的三維相位成像。

所提出的全息技術提供了比標準全息顯微鏡更高解析度、更詳細的活細胞成像。此外，它可以與各種光學顯微鏡相結合，實現無標記多模態成像。 $谷歌-C (GOOG.US)$ $蘋果 (AAPL.US)$ $微美全息 (WIMI.US)$