At se det usynlige:Polarizer -justeringer øger synligheden af ​​transparente objekter

Ved biologisk mikroskopi og røntgenbillede, mange transparente objekter eller strukturer er svære at observere. På grund af deres lave absorption af lys, de sædvanlige intensitetsmålinger virker ikke. I stedet, den strukturelle information formidles hovedsageligt af lysets forskellige faseændringer, når den formerer sig gennem forskellige dele af et objekt.

Zernike opfandt fasekontrastmikroskopi for at gøre transparente objekter synlige, modtog Nobelprisen i fysik i 1953. Senere, for yderligere at forbedre kontrasten, en metode kendt som differential interference contrast imaging blev udviklet til kvantitativt at overføre faseændringerne til intensiteter, give information om den optiske sti, lys oplever, når den formerer sig gennem et objekt - dens optiske tykkelse. Metoder baseret på interferensopsætninger eller nanostrukturenheder er også blevet påvist. Imidlertid, nuværende metoder er afhængige af komplekse konfigurationer, hvilket resulterer i vanskeligheder med optisk justering og justering.

Optisk beregning af rumlig differentiering:ud over kantdetektering

En løsning på disse vanskeligheder kan findes i optisk beregning af rumlig differentiering for elektriske felter i indfaldende lys, betragter lys som en elektromagnetisk bølge. Indtil nu, applikationen har været begrænset til kantdetektering, hvor den kan forbedre kontrasten mellem kanter på transparente objekter. Imidlertid, det har ikke løst vanskeligheden ved kvantitativ fasefordelingsgendannelse. For nylig, et team af forskere ledet af Zhichao Ruan ved Zhejiang University har udviklet en justerbar rumlig differentiering til at karakterisere og kvantitativt gendanne fasefordelingen.

Ruan's gruppe demonstrerer, at et enkelt skema - justering af polarisatorerne - optisk kan beregne den rumlige differentiering af det indfaldende lysfelt i forskellige retninger. De forbedrede også kontrasten ved at indstille en ensartet konstant baggrund som en bias, at skabe en virtuel lyskilde, der kaster en skygge på de målte billeder. Baseret på denne bias -tilgang, de kan skelne fase stigninger og fald i lysfeltfordeling og kvantificere den optiske tykkelse af observerede objekter med en høj grad af nøjagtighed (inden for 0,05λ).

Metoden er enkel, fleksibel, og meget billigere end de nuværende metoder. Det omgår fremstilling af komplekse strukturer, samt vanskeligheder ved optisk justering og justering. Måske vigtigst af alt, den foreslåede metode er uafhængig af lysbølgelængde og kan åbne nye veje til at kvantificere fase i røntgen- eller elektronmikroskopi.