Smart Computational Imaging (SCI) Lab
智能计算成像实验室

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光学显微镜一直是生命科学、医学和材料科学等领域的核心观测工具，其成像性能主要取决于显微物镜，但受拉格朗日不变量等因素的制约，传统显微镜难以兼顾高分辨率与大视场，且高端配置导致其体积笨重且成本高昂。因此显微镜向小型化和低成本化发展成为该领域的一大趋势。无透镜片上显微镜作为一种极简的显微系统，无需透镜辅助，可通过衍射图像的反演计算实现高通量定量相位成像。该技术兼具大视场、高分辨率、低成本及便携化等特性，为资源受限地区的显微镜普及提供新的可能。本小组从提升无透镜片上显微成像的性能出发，围绕高分辨率定量相位成像和三维层析成像开展研究，进一步拓展了其应用场景。

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无透镜显微成像技术是一种新型的显微成像技术，相比于传统的有透镜成像技术可以同时实现大视场、高分辨率、无标记成像。传统光学显微镜由于其光学设计原理限制，空间带宽积一般总是限制在百万像素量级，从而无法同时兼顾高分辨率与大视场。另一方面，复杂的光学系统也使得显微镜变得日趋昂贵、笨重、复杂且难以维护，极大地限制了其推广和应用。无透镜显微成像技术相比于传统的有透镜成像技术，其无需成像透镜进行聚焦成像。这在简化成像系统，降低显微成像系统成本方面有着显著的优点，并且在观测细胞生长过程、孢子稻瘟病筛选等多应用领域具有重要的科学意义。无透镜显微成像技术作为基于相位恢复（直接投影的特殊情况下可不借助相位恢复技术）的测量技术，具有视野大、分辨率高、无需标记、成本低、便携性好和可实现三维成像等优点，有望拓展传统显微成像技术的边界，成为一种新型的快捷、便携的就地检验（Point-of-Care Testing，POCT）工具。