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2026

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用于实时纳米级定量相位成像的神经相位超构显微镜

作者:


斯坦福大学 Gordon Wetzstein、Gun-Yeal Lee 团队和首尔大学 Yoonchan Jeong、Changhyun Kim 团队提出了一种紧凑、快速、高分辨率的定量相位成像 (QPI) 平台,该平台通过纳米光子超表面与人工智能 (AI) 相结合来实现。作者的超表面光学系统通过取代笨重的光学元件和调制器,简化了光学架构,实现了单次采集并大幅缩小了尺寸。作者开发了基于物理原理的 AI 模型,能够校正光学像差,补偿纳米加工和对准方面的缺陷,并实时恢复纳米级定量相位信息。该系统在单层薄光学层内实现了优于 840 nm 的纳米级分辨率和 74 Hz 的采样频率。作者独特的纳米光子硬件和 AI 算法组合,推动了 QPI 技术向便携式、高精度、实时相位成像方向发展。

研究成果于 2026 年 1 月 13 日以题为“Neural phase microscopy with metasurface optics for real-time and nanoscale quantitative phase imaging”发表在《Nature Communications》上。

图1:QPI显微镜光学系统配置示意图

图2:复振幅超表面的设计与表征

图3:神经相位显微镜流程示意图

图4:通过基线比较评估相位恢复模型的性能

图5:超表面神经相位显微镜的实验结果

来源:光学光学世界