近日，國(guó)防科技大學(xué)理學(xué)院某團(tuán)隊(duì)在光學(xué)計(jì)算成像研究領(lǐng)域取得重要突破，研究者成功研發(fā)出一種名為“中繼投影顯微望遠(yuǎn)術(shù)”（rPMT）的新型光學(xué)成像方法，該成果有望解決長(zhǎng)期以來限制光學(xué)成像技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。研究成果以“Relay-projection microscopic telescopy”為題，在國(guó)際頂級(jí)期刊《光:科學(xué)與應(yīng)用》(Light: Science & Applications，影響因子20.6)上發(fā)表論文。

當(dāng)前技術(shù)方法下，如何同時(shí)提升光學(xué)成像系統(tǒng)的空間分辨率、成像距離與景深是光學(xué)成像領(lǐng)域一個(gè)公認(rèn)的瓶頸問題。在生物醫(yī)學(xué)研究、半導(dǎo)體制造以及遠(yuǎn)程診斷等領(lǐng)域，對(duì)這些性能參數(shù)的改進(jìn)需求日益增加，但現(xiàn)有的解決方案往往只能在這三個(gè)參數(shù)之間尋求折中，無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)提升。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究者首次提出了rPMT方法，通過獨(dú)特的平方律中繼投影機(jī)制和非視線光收集策略，顛覆了傳統(tǒng)光學(xué)成像方式，實(shí)現(xiàn)了顯微與望遠(yuǎn)功能的完美融合。

rPMT方法概念圖

rPMT方法僅使用簡(jiǎn)易設(shè)備，即可在厘米到數(shù)百米距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)高分辨率動(dòng)態(tài)顯微視頻成像，展現(xiàn)了超越相機(jī)鏡頭衍射極限及景深限制的長(zhǎng)距離、高分辨、大視場(chǎng)、高動(dòng)態(tài)光學(xué)成像能力，分辨能力和景深范圍均提升了數(shù)十倍以上，為超長(zhǎng)工作距離、超大景深的顯微成像以及遠(yuǎn)距離微尺度目標(biāo)探測(cè)應(yīng)用提供了新的解決方案。

rPMT應(yīng)用于米級(jí)工作距離活體生物的高分辨率動(dòng)態(tài)顯微視頻成像

rPMT無需使用熒光試劑，也規(guī)避了其它超分辨成像技術(shù)所需的波前調(diào)制、合成孔徑、疊層掃描等復(fù)雜過程，具有更好的實(shí)用性和實(shí)時(shí)性。

國(guó)防科技大學(xué)為此次研究成果第一作者單位，理學(xué)院講師衣文軍為論文第一作者兼通信作者，碩士研究生朱書閱為論文共同第一作者，研究員李修建為共同通信作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。