新技术相机可记录水中轮虫运动轨迹|姚保利_新浪科技

本报讯（记者李媛）近日，中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展，提出了正交偏振复用剪切干涉技术，并研发出集成化定量相位相机Q-camera。相关研究成果发表于《光学》。

定量相位成像技术是一种能够对透明或弱吸收样品，如生物细胞、光学薄膜、微透镜等进行无标记、高对比度、定量分析的显微技术。姚保利介绍，现有定量相位成像技术各有短板：有的光路结构简单，但速度慢；有的测量精度高，但易受激光散斑噪声影响，对环境要求极高；有的成像快，但清晰度不足。

团队提出的正交偏振复用剪切干涉技术可在单光路中同时传输两路正交偏振的干涉光，无需参考光和复杂的分光/合光结构，系统体积小、抗振动干扰能力强。正交偏振的光场互不干扰，成像分辨率与相位测量精度更高。

基于该技术研发的集成化定量相位相机Q-camera优势明显，显著增强图像细节分辨能力，还支持单次曝光实时成像。Q-camera相机可同时记录光场/物体的振幅和相位信息，具有体积小、易与现有光学系统集成等优点。该相机能够给肉眼难看清的透明物体拍照，不仅能看到轮廓，还能测量出光线穿过物体时的相位偏移量，从而反演出物体折射率、密度、温度等物理量的三维图像。实验中，团队成功记录了水中轮虫游动的实时运动轨迹，画面清晰。

该相机在生物医学活细胞无标记长时间追踪测量、微纳制造与材料检测、流体与微流控动态可视化测量、食品与农业检测等领域，都有重要的应用和产业化前景。