中科院深圳先进技术研究院正高级工程师李剑平团队提出了一种生成薄而宽的准无衍射激光光片的光瞳掩模优化设计方法。3月26日，相关成果在《光学快报》上发表。
　　由于具有高清、无损、三维、快速等特点，光片荧光显微术是表征活体细胞、组织、胚胎和器官的理想手段。然而，该技术的成像性能受限于光片的光学属性，其成像分辨率受限于光片的厚度，成像视场受限于光片的宽度。光片的厚度和宽度因光波固有的衍射属性相互制衡，薄光片支持高分辨率，但衍射发散快、有效宽度窄，限制了成像视场；厚光片衍射发散慢，支持大视场成像，但限制了分辨率。光的衍射属性使得成像分辨率和视场构成一对天然矛盾，限制了光片显微成像中生物个体的大小及表征通量。
　　高分辨率大视场显微成像需要薄而宽的光片，这种光片具有无衍射性质。无衍射光片必然伴有旁瓣，旁瓣对成像构成离焦背景噪声。因而，基于无衍射光片的显微荧光成像须控制旁瓣的影响。
　　针对这一问题，研究者提出了一种数值优化方法，可以用来设计一种叫做光瞳掩模的衍射光学器件，以生成薄而宽的光片。该衍射光学器件通过调制振幅或相位，可以调控光片的厚度、宽度和旁瓣，从而突破高斯光束传播规律的限制，在仅使用廉价的柱透镜和掩模板的情况下就生成薄而宽的光片。
　　该方法提出了一个光片质量的全局评价因子，用以表征光片厚度、无衍射范围和旁瓣之间的制衡关系。理论和实验表明，优化后的掩模可将静态光片无衍射范围扩大50%，同时使其旁瓣低于20%。据此生成的新型静态光片可以在不牺牲轴向分辨率的前提下，对样品实现更大视野成像。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1364/OL.454833
　　（原载于《中国科学报》 2022-03-28 第3版 综合）