日前，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱(chēng)：瞬態(tài)室）超分辨成像團(tuán)隊(duì)研制成功雙光子激發(fā)激光掃描實(shí)時(shí)立體顯微鏡，首次把基于雙目視覺(jué)的立體顯微方法和高分辨率雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維熒光樣品的高速立體成像，相關(guān)研究被授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。
當(dāng)代生命科學(xué)研究對(duì)光學(xué)顯微技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求——更高的空間分辨率、更大的成像深度、更快的成像速度。為了提高成像深度，雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術(shù)自20世紀(jì)90年代提出后被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)成像等領(lǐng)域，但是其逐點(diǎn)掃描的成像方式嚴(yán)重制約了成像速度。因?yàn)楦叻直媛使鈱W(xué)顯微鏡的景深很小，要對(duì)樣品完成三維成像，通常需要數(shù)十層乃至上百層的二維圖像進(jìn)行疊加重建得到，圖像采集和處理一般需要數(shù)分鐘甚至數(shù)十分鐘，要快速實(shí)時(shí)地獲取和顯示三維圖像非常困難。
瞬態(tài)室研究團(tuán)隊(duì)以雙目視覺(jué)原理和貝塞爾光束產(chǎn)生擴(kuò)展焦場(chǎng)為基礎(chǔ)，提出了由四個(gè)振鏡組成的激光束立體掃描裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貝塞爾光束的橫向位置和傾角共三個(gè)維度的控制，突破了只有兩個(gè)自由度的傳統(tǒng)激光掃描不能實(shí)時(shí)切換視角的限制。通過(guò)對(duì)四振鏡立體掃描裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貝塞爾光束的三自由度快速掃描，可在毫秒量級(jí)進(jìn)行雙視角切換，從而解決了激光掃描立體顯微成像系統(tǒng)中雙光路同時(shí)成像的技術(shù)難題，首次實(shí)現(xiàn)了基于雙視角實(shí)時(shí)激光掃描的立體顯微成像和顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)樣品進(jìn)行立體動(dòng)態(tài)成像和實(shí)時(shí)雙目立體觀(guān)測(cè)，其三維成像速度比傳統(tǒng)的逐點(diǎn)掃描方式提高了一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
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