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全息顯微技術發展史

 計算機層析成像技術(computed tomography,CT)通過探測物體多個角度下的透射場數據來重建出物體內部的結構,最早的理論基礎可以追溯到1917年澳大利亞數學家Radon的研究成果,他從數學上證明了通過無限多個角度下的投影數據可以恢復出物體的內部結構,不過當時Radon的研究成果并沒有受到重視。直到1971年,世界上第一臺應用于臨床診斷的CT掃描儀在英國誕生,它通過獲取人體不同角度X射線的透射投影信息重建出人體的內部結構,這一裝置給臨床醫學領域帶來了開創性的進展。從此計算機斷層成像技術作為一門新興技術而受到廣泛的關注。
    數字全息顯微層析成像技術最早是在2006年瑞士科學家F.Charri6re等人首次實現的,通過旋轉樣品的方法,獲取樣品物體多角度下的數字全息圖,再從全息圖中計算出透射光的相位信息,利用斷層成像中的濾波反投影算法重建出樣品內部的折射率分布信息,成功測量了花粉粒細胞的內部折射三維分布。2007年,W.Choi等人就利用這一技術實現了活體hella細胞的內部折射率三維重建。
但是這兩個小組都是基于濾波反投影重建算法,忽略了光波的衍射效應,這在一定程度上損失了重建精度。2007年,W.Gorski等人通過重建光子晶體光纖內部折射率的實驗證明,在數字全息顯微層析成像技術中,利用衍射層析成像算法重建的圖像精度高于濾波反投影算法。近幾年關于數字全息顯微層析成像技術的文獻不斷涌現,已經有越來越多的人參與到這一技術的研究中。

    2015年開始,巨納集團隆重向國內客戶推出數字全息顯微鏡,為生物活體細胞研究,材料研究等領域帶來了更廣闊的視野。


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