二维高通量光学显微成像技术研究进展

高宇婷; 潘安; 姚保利; 马彩文

doi:10.37188/CJLCD.2023-0024

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

二维高通量光学显微成像技术研究进展

智能成像 | 更新时间：2023-06-12

- 二维高通量光学显微成像技术研究进展
- Overview of two-dimensional high-throughput optical microscopy
- 液晶与显示 2023年38卷第6期页码：691-711
- 作者机构：
  
  1.中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安 710119
  2.中国科学院大学，北京 100049
  3.中国科学院空间精密测量技术重点实验室，陕西西安 710119
- 作者简介：
  
  [ "高宇婷（1996—），女，内蒙古包头人，博士研究生，2019年于西安建筑科技大学获得学士学位，主要从事傅里叶叠层显微成像技术方面的研究。E-mail：gaoyuting@opt.cn" ]
  [ "潘安（1993—），男，江西九江人，博士，副研究员，2020年于中国科学院西安光学精密机械研究所取得博士学位，主要从事计算光学成像和生物光子学等研究。E-mail：panan@opt.cn" ]
  [ "马彩文（1965—），男，内蒙古赤峰人，博士，研究员，2005年于西北工业大学获得博士学位，主要从事精密光电跟踪技术、精密稳瞄技术、高速信号处理与数据融合技术、科学仪器的小型轻量化设计等方面的研究。E-mail：cwma@opt.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(12104500)
- DOI：10.37188/CJLCD.2023-0024
  中图分类号： O436.1
- 收稿日期：2023-01-31，
  
  修回日期：2023-03-15，
  
  纸质出版日期：2023-06-05
- 稿件说明：
移动端阅览
高宇婷, 潘安, 姚保利, 等. 二维高通量光学显微成像技术研究进展[J]. 液晶与显示, 2023,38(6):691-711.

GAO Yu-ting, PAN An, YAO Bao-li, et al. Overview of two-dimensional high-throughput optical microscopy[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2023, 38(6): 691-711.
高宇婷, 潘安, 姚保利, 等. 二维高通量光学显微成像技术研究进展[J]. 液晶与显示, 2023,38(6):691-711. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0024.

GAO Yu-ting, PAN An, YAO Bao-li, et al. Overview of two-dimensional high-throughput optical microscopy[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2023, 38(6): 691-711. DOI： 10.37188/CJLCD.2023-0024.

摘要

传统光学显微镜的视场与空间分辨率是相互制约的，如何突破这一限制，同时能兼得高分辨率和大视场的高通量成像，成为当前显微成像技术领域的主要研究方向之一。该科学问题的突破将有助于加速科学研究、提高生产制造能力、为医疗辅助诊断提供新工具。本文介绍比较了大孔径物镜制造与曲面探测技术、扫描拼接技术、傅里叶叠层显微成像技术、宽场结构光照明技术和无透镜片上显微成像技术在内的5种高通量显微成像技术。分析了高通量显微成像技术研究的当前现状、所面临的问题以及未来的发展趋势。分析指出，计算光学成像技术正逐渐成为目前高通量显微技术的主要手段，通过计算绕过或者突破光学系统的物理限制将开辟高通量显微成像新时代。

Abstract

The field of view （FOV） and spatial resolution of conventional optical microscopes are mutually constrained， how to break through this limit， and how to simultaneously obtain high resolution and large FOV for high throughput imaging is one of the main research directions in the field of microscopy. Solving this scientific problem will help to accelerate scientific research， improve manufacturing capabilities， and provide new tools for medically assisted diagnosis. This paper introduces and compares five cutting-edge high-throughput microscopy techniques， including large-aperture objective fabrication and curved detectors， scanning stitching method， Fourier ptychographic microscopy （FPM）， wide-field structured light illumination microscopy （SIM） and lens-free on-chip microscopy. The current status， challenge and future trends of high-throughput microscopy techniques are also analyzed and reported. The analysis points out that computational imaging is gradually becoming the main means of high-throughput microscopy， which breaks or bypasses the physical limit of optical microscopy and will open up a new era of high-throughput microscopy imaging.

关键词

Keywords

references

ZERNIKE F . Phase contrast， a new method for the microscopic observation of transparent objects ［J］. Physica ， 1942 ， 9 （ 7 ）： 686 - 698 . doi: 10.1016/s0031-8914(42)80035-x http://dx.doi.org/10.1016/s0031-8914(42)80035-x

TWINSCAN NXT . 1970Ci-DUV lithography systems ［EB/OL］. ［ 2020-04-29 ］. https：//www.asml.com/en/products/duv-lithography-systems/twinscan-nxt-1965ci https://www.asml.com/en/products/duv-lithography-systems/twinscan-nxt-1965ci . doi: 10.1007/978-94-017-9780-1_100264 http://dx.doi.org/10.1007/978-94-017-9780-1_100264

NIKZAD S ， HOENK M E . Curved focal-plane arrays using back-illuminated high-purity photodetectors ［R］. Amrican ： NASA Tech Briefs ， 27 （10），2003［2023］. https：//www.‍proquest.‍com/trade-journals/curved-focal-plan e-arrays-using-back-illuminated/docview/223351355/se-2 .

NIKZAD S ， HOENK M ， JONES T . Solid-state curved focal plane arrays ： US ， 7786421 ［P］. 2010-08-31 .

KO H C ， STOYKOVICH M P ， SONG J Z ， et al . A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics ［J］. Nature ， 2008 ， 454 （ 7205 ）： 748 - 753 . doi: 10.1038/nature07113 http://dx.doi.org/10.1038/nature07113

GREGORY J A ， SMITH A M ， PEARCE E C ， et al . Development and application of spherically curved charge-coupled device imagers ［J］. Applied Optics ， 2015 ， 54 （ 10 ）： 3072 - 3082 . doi: 10.1364/ao.54.003072 http://dx.doi.org/10.1364/ao.54.003072

张国荣，李丽，王文奇 . 数字切片在组织学实验教学中的应用［J］. 实验室研究与探索， 2017 ， 36 （ 6 ）： 216 - 218，231 . doi: 10.3969/j.issn.1006-7167.2017.06.050 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1006-7167.2017.06.050

ZHANG G R ， LI L ， WANG W Q . Applications of digital slices in histology experiment teaching ［J］. Research and Exploration in Laboratory ， 2017 ， 36 （ 6 ）： 216 - 218， 231 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1006-7167.2017.06.050 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1006-7167.2017.06.050

ABELS E ， PANTANOWITZ L ， AEFFNER F ， et al . Computational pathology definitions， best practices， and recommendations for regulatory guidance： a white paper from the digital pathology association ［J］. The Journal of Pathology ， 2019 ， 249 （ 3 ）： 286 - 294 . doi: 10.1002/path.5331 http://dx.doi.org/10.1002/path.5331

HIGGINS C . Applications and challenges of digital pathology and whole slide imaging ［J］. Biotechnic & Histochemistry ， 2015 ， 90 （ 5 ）： 341 - 347 . doi: 10.3109/10520295.2015.1044566 http://dx.doi.org/10.3109/10520295.2015.1044566

FARAHANI N ， PARWANI A V ， PANTANOWITZ L . Whole slide imaging in pathology： advantages， limitations， and emerging perspectives ［J］. Pathology and Laboratory Medicine International ， 2015 ， 7 ： 23 - 33 . doi: 10.2147/plmi.s59826 http://dx.doi.org/10.2147/plmi.s59826

REDONDO R ， CRISTÓBAL G ， GARCIA G B ， et al . Autofocus evaluation for brightfield microscopy pathology ［J］. Journal of Biomedical Optics ， 2012 ， 17 （ 3 ）： 036008 . doi: 10.1117/1.jbo.17.3.036008 http://dx.doi.org/10.1117/1.jbo.17.3.036008

WANG Z J ， LEI M ， YAO B L ， et al . Compact multi-band fluorescent microscope with an electrically tunable lens for autofocusing ［J］. Biomedical Optics Express ， 2015 ， 6 （ 11 ）： 4353 - 4364 . doi: 10.1364/boe.6.004353 http://dx.doi.org/10.1364/boe.6.004353

ZHENG G A ， HORSTMEYER R ， YANG C . Wide-field， high-resolution Fourier ptychographic microscopy ［J］. Nature Photonics ， 2013 ， 7 （ 9 ）： 739 - 745 . doi: 10.1038/nphoton.2013.187 http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2013.187

OU X Z ， ZHENG G A ， YANG C . Embedded pupil function recovery for Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics Express ， 2014 ， 22 （ 5 ）： 4960 - 4972 . doi: 10.1364/oe.22.004960 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.004960

BIAN Z C ， DONG S Y ， ZHENG G A . Adaptive system correction for robust Fourier ptychographic imaging ［J］. Optics Express ， 2013 ， 21 （ 26 ）： 32400 - 32410 . doi: 10.1364/oe.21.032400 http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.032400

ZHENG G A . Breakthroughs in photonics 2013： Fourier ptychographic imaging ［J］. IEEE Photonics Journal ， 2014 ， 6 （ 2 ）： 0701207 . doi: 10.1109/jphot.2014.2308632 http://dx.doi.org/10.1109/jphot.2014.2308632

DONG S Y ， NANDA P ， SHIRADKAR R ， et al . High-resolution fluorescence imaging via pattern-illuminated Fourier ptychography ［J］. Optics Express ， 2014 ， 22 （ 17 ）： 20856 - 20870 . doi: 10.1364/oe.22.020856 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.020856

DONG S Y ， SHIRADKAR R ， NANDA P ， et al . Spectral multiplexing and coherent-state decomposition in Fourier ptychographic imaging ［J］. Biomedical Optics Express ， 2014 ， 5 （ 6 ）： 1757 - 1767 . doi: 10.1364/boe.5.001757 http://dx.doi.org/10.1364/boe.5.001757

HORSTMEYER R ， OU X Z ， ZHENG G A ， et al . Digital pathology with Fourier ptychography ［J］. Computerized Medical Imaging and Graphics ， 2015 ， 42 ： 38 - 43 . doi: 10.1016/j.compmedimag.2014.11.005 http://dx.doi.org/10.1016/j.compmedimag.2014.11.005

GUO K K ， LIAO J ， BIAN Z C ， et al . InstantScope： a low-cost whole slide imaging system with instant focal plane detection ［J］. Biomedical Optics Express ， 2015 ， 6 （ 9 ）： 3210 - 3216 . doi: 10.1364/boe.6.003210 http://dx.doi.org/10.1364/boe.6.003210

GUO K K ， DONG S Y ， NANDA P ， et al . Optimization of sampling pattern and the design of Fourier ptychographic illuminator ［J］. Optics Express ， 2015 ， 23 （ 5 ）： 6171 - 6180 . doi: 10.1364/oe.23.006171 http://dx.doi.org/10.1364/oe.23.006171

HORSTMEYER R ， CHUNG J ， OU X Z ， et al . Diffraction tomography with Fourier ptychography ［J］. Optica ， 2016 ， 3 （ 8 ）： 827 - 835 . doi: 10.1364/optica.3.000827 http://dx.doi.org/10.1364/optica.3.000827

PACHECO S ， ZHENG G A ， LIANG R G . Reflective Fourier ptychography ［J］. Journal of Biomedical Optics ， 2016 ， 21 （ 2 ）： 026010 . doi: 10.1117/1.jbo.21.2.026010 http://dx.doi.org/10.1117/1.jbo.21.2.026010

CHUNG J ， KIM J ， OU X Z ， et al . Wide field-of-view fluorescence image deconvolution with aberration-estimation from Fourier ptychography ［J］. Biomedical Optics Express ， 2016 ， 7 （ 2 ）： 352 - 368 . doi: 10.1364/boe.7.000352 http://dx.doi.org/10.1364/boe.7.000352

ZHENG G A ， OU X Z ， YANG C . 0 . 5 gigapixel microscopy using a flatbed scanner ［J］. Biomedical Optics Express ， 2014， 5 （ 1 ）： 1 - 8 . doi: 10.1364/boe.5.000001 http://dx.doi.org/10.1364/boe.5.000001

GUO K K ， BIAN Z C ， DONG S Y ， et al . Microscopy illumination engineering using a low-cost liquid crystal display ［J］. Biomedical Optics Express ， 2015 ， 6 （ 2 ）： 574 - 579 . doi: 10.1364/boe.6.000574 http://dx.doi.org/10.1364/boe.6.000574

DONG S Y ， HORSTMEYER R ， SHIRADKAR R ， et al . Aperture-scanning Fourier ptychography for 3D refocusing and super-resolution macroscopic imaging ［J］. Optics Express ， 2014 ， 22 （ 11 ）： 13586 - 13599 . doi: 10.1364/oe.22.013586 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.013586

HORSTMEYER R ， CHEN R Y ， OU X Z ， et al . Solving ptychography with a convex relaxation ［J］. New Journal of Physics ， 2015 ， 17 ： 053044 . doi: 10.1088/1367-2630/17/5/053044 http://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/17/5/053044

HORSTMEYER R ， YANG C . A phase space model of Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics Express ， 2014 ， 22 （ 1 ）： 338 - 358 . doi: 10.1364/oe.22.000338 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.000338

KIM J ， HENLEY B M ， KIM C H ， et al . Incubator embedded cell culture imaging system （emsight） based on fourier ptychographic microscopy ［J］. Biomedical Optics Express ， 2016 ， 7 （ 8 ）： 3097 - 3110 . doi: 10.1364/boe.7.003097 http://dx.doi.org/10.1364/boe.7.003097

OU X Z ， CHUNG J ， HORSTMEYER R ， et al . Aperture scanning Fourier ptychographic microscopy ［J］. Biomedical Optics Express ， 2016 ， 7 （ 8 ）： 3140 - 3150 . doi: 10.1364/boe.7.003140 http://dx.doi.org/10.1364/boe.7.003140

NGUYEN T ， XUE Y ， LI Y ， et al . Deep learning approach for Fourier ptychography microscopy ［J］. Optics Express ， 2018 ， 26 （ 20 ）： 26470 - 26484 . doi: 10.1364/oe.26.026470 http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.026470

CHAN A C S ， KIM J ， PAN A ， et al . Parallel Fourier ptychographic microscopy for high-throughput screening with 96 cameras （96 Eyes）［J］. Scientific Reports ， 2019 ， 9 ： 11114 . doi: 10.1038/s41598-019-47146-z http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-47146-z

GAO Y T ， CHEN J R ， WANG A Y ， et al . High-throughput fast full-color digital pathology based on Fourier ptychographic microscopy via color transfer ［J］. Science China Physics ， Mechanics & Astronomy， 2021 ， 64 （ 11 ）： 114211 . doi: 10.1007/s11433-021-1762-8 http://dx.doi.org/10.1007/s11433-021-1762-8

GOODMAN J W . Introduction to Fourier Optics ［M］. 4th ed . New York ： Springer ， 2017 .

SUN J S ， CHEN Q ， ZHANG Y Z ， et al . Sampling criteria for Fourier ptychographic microscopy in object space and frequency space ［J］. Optics Express ， 2016 ， 24 （ 14 ）： 15765 - 15781 . doi: 10.1364/oe.24.015765 http://dx.doi.org/10.1364/oe.24.015765

ZHANG Y ， PAN A ， LEI M ， et al . Data preprocessing methods for robust Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optical Engineering ， 2017 ， 56 （ 12 ）： 123107 . doi: 10.1117/1.oe.56.12.123107 http://dx.doi.org/10.1117/1.oe.56.12.123107

ZHENG G A ， OU X Z ， HORSTMEYER R ， et al . Characterization of spatially varying aberrations for wide field-of-view microscopy ［J］. Optics Express ， 2013 ， 21 （ 13 ）： 15131 - 15143 . doi: 10.1364/oe.21.015131 http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.015131

SONG P M ， JIANG S W ， ZHANG H ， et al . Full-field Fourier ptychography （FFP）： spatially varying pupil modeling and its application for rapid field-dependent aberration metrology ［J］. APL Photonics ， 2019 ， 4 （ 5 ）： 050802 . doi: 10.1063/1.5090552 http://dx.doi.org/10.1063/1.5090552

DONG S Y ， BIAN Z C ， SHIRADKAR R ， et al . Sparsely sampled Fourier ptychography ［J］. Optics Express ， 2014 ， 22 （ 5 ）： 5455 - 5464 . doi: 10.1364/oe.22.005455 http://dx.doi.org/10.1364/oe.22.005455

PAN A ， CHAN A C S ， YAO B L ， et al . In situ correction of liquid meniscus in cell culture imaging system based on parallel Fourier ptychographic microscopy （96 Eyes）［EB/OL］. arXiv preprint ，（ 2019-12-28 ）［ 2020-05-18 ］. https：//arxiv.org/abs/1912.00804 https://arxiv.org/abs/1912.00804 . doi: 10.48550/arXiv.1912.00804 http://dx.doi.org/10.48550/arXiv.1912.00804

SUN J S ， ZUO C ， ZHANG L ， et al . Resolution-enhanced Fourier ptychographic microscopy based on high-numerical-aperture illuminations ［J］. Scientific Reports ， 2017 ， 7 （ 1 ）： 1187 . doi: 10.1038/s41598-017-01346-7 http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-01346-7

PAN A ， ZHANG Y ， WEN K ， et al . Subwavelength resolution Fourier ptychography with hemispherical digital condensers ［J］. Optics Express ， 2018 ， 26 （ 18 ）： 23119 - 23131 . doi: 10.1364/oe.26.023119 http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.023119

SUN J S ， CHEN Q ， ZHANG Y Z ， et al . Efficient positional misalignment correction method for Fourier ptychographic microscopy ［J］. Biomedical Optics Express ， 2016 ， 7 （ 4 ）： 1336 - 1350 . doi: 10.1364/boe.7.001336 http://dx.doi.org/10.1364/boe.7.001336

YEH L H ， DONG J ， ZHONG J S ， et al . Experimental robustness of Fourier ptychography phase retrieval algorithms ［J］. Optics Express ， 2015 ， 23 （ 26 ）： 33214 - 33240 . doi: 10.1364/oe.23.033214 http://dx.doi.org/10.1364/oe.23.033214

THIBAULT P ， GUIZAR-SICAIROS M . Maximum-likelihood refinement for coherent diffractive imaging ［J］. New Journal of Physics ， 2012 ， 14 ： 063004 . doi: 10.1088/1367-2630/14/6/063004 http://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/14/6/063004

BIAN L H ， SUO J L ， ZHENG G A ， et al . Fourier ptychographic reconstruction using Wirtinger flow optimization ［J］. Optics Express ， 2015 ， 23 （ 4 ）： 4856 - 4866 . doi: 10.1364/oe.23.004856 http://dx.doi.org/10.1364/oe.23.004856

ZUO C ， SUN J S ， CHEN Q . Adaptive step-size strategy for noise-robust Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics Express ， 2016 ， 24 （ 18 ）： 20724 - 20744 . doi: 10.1364/oe.24.020724 http://dx.doi.org/10.1364/oe.24.020724

KERRIGAN E C ， ALAAMO T . A convex parameterization for solving constrained min-max problems with a quadratic cost ［C］// American Control Conference ， 2004 . Proceedings of the 2004 . IEEE， 2004. doi: 10.23919/acc.2004.1383791 http://dx.doi.org/10.23919/acc.2004.1383791

ZHANG Y B ， JIANG W X ， DAI Q H . Nonlinear optimization approach for Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics Express ， 2015 ， 23 （ 26 ）： 33822 - 33835 . doi: 10.1364/oe.23.033822 http://dx.doi.org/10.1364/oe.23.033822

BIAN L H ， SUO J L ， CHUNG J ， et al . Fourier ptychographic reconstruction using Poisson maximum likelihood and truncated Wirtinger gradient ［J］. Scientific Reports ， 2016 ， 6 ： 27384 . doi: 10.1038/srep27384 http://dx.doi.org/10.1038/srep27384

FAN Y ， SUN J S ， CHEN Q ， et al . Adaptive denoising method for Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics Communications ， 2017 ， 404 ： 23 - 31 . doi: 10.1016/j.optcom.2017.05.026 http://dx.doi.org/10.1016/j.optcom.2017.05.026

PAN A ， ZUO C ， XIE Y G ， et al . Vignetting effect in Fourier ptychographic microscopy ［J］. Optics and Lasers in Engineering ， 2019 ， 120 ： 40 - 48 . doi: 10.1016/j.optlaseng.2019.02.015 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlaseng.2019.02.015

HAGEMANN J ， SALDITT T . Coherence-resolution relationship in holographic and coherent diffractive imaging ［J］. Optics Express ， 2018 ， 26 （ 1 ）： 242 - 253 . doi: 10.1364/oe.26.000242 http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.000242

PAN A ， ZHANG Y ， ZHAO T Y ， et al . System calibration method for Fourier ptychographic microscopy ［J］. Journal of Biomedical Optics ， 2017 ， 22 （ 9 ）： 096005 . doi: 10.1117/1.jbo.22.9.096005 http://dx.doi.org/10.1117/1.jbo.22.9.096005

BIAN L H ， ZHENG G A ， GUO K K ， et al . Motion-corrected Fourier ptychography ［J］. Biomedical Optics Express ， 2016 ， 7 （ 11 ）： 4543 - 4553 . doi: 10.1364/boe.7.004543 http://dx.doi.org/10.1364/boe.7.004543

SUN J S ， CHEN Q ， ZUO C ， et al . Resolution-improved Fourier ptychographic microscopy using high-numerical-aperture condenser ［C］// Proceedings of the SPIE 10462 Optical Sensing and Imaging Technology and Applications . Beijing ： SPIE ， 2017 ： 104622D . doi: 10.1117/12.2284458 http://dx.doi.org/10.1117/12.2284458

CHEN J R ， WANG A Y ， PAN A ， et al . Rapid full-color Fourier ptychographic microscopy via spatially filtered color transfer ［J］. Photonics Research ， 2022 ， 10 （ 10 ）： 2410 - 2421 . doi: 10.1364/prj.473038 http://dx.doi.org/10.1364/prj.473038

GUSTAFSSON M G L . Surpassing the lateral resolution limit by a factor of two using structured illumination microscopy ［J］. Journal of Microscopy ， 2000 ， 198 （ Pt 2 ）： 82 - 87 . doi: 10.1046/j.1365-2818.2000.00710.x http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2818.2000.00710.x

GUSTAFSSON M G L . Nonlinear structured-illumination microscopy： Wide-field fluorescence imaging with theoretically unlimited resolution ［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ， 2005 ， 102 （ 37 ）： 13081 - 13086 . doi: 10.1073/pnas.0406877102 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0406877102

REGO E H ， SHAO L ， MACKLIN J J ， et al . Nonlinear structured-illumination microscopy with a photoswitchable protein reveals cellular structures at 50 nm resolution ［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ， 2012 ， 109 （ 3 ）： E135 - E143 . doi: 10.1073/pnas.1107547108 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1107547108

LI D ， SHAO L ， CHEN B C ， et al . Extended-resolution structured illumination imaging of endocytic and cytoskeletal dynamics ［J］. Science ， 2015 ， 349 （ 6251 ）： eaab3500 . doi: 10.1126/science.aab3500 http://dx.doi.org/10.1126/science.aab3500

LEE L M ， CUI X Q ， YANG C . The application of on-chip optofluidic microscopy for imaging Giardia lamblia trophozoites and cysts ［J］. Biomedical Microdevices ， 2009 ， 11 （ 5 ）： 951 - 958 . doi: 10.1007/s10544-009-9312-x http://dx.doi.org/10.1007/s10544-009-9312-x

SU T W ， SEO S ， ERLINGER A ， et al . Towards wireless health： lensless on-chip cytometry ［J］. Optics and Photonics News ， 2008 ， 19 （ 12 ）： 24 . doi: 10.1364/opn.19.12.000024 http://dx.doi.org/10.1364/opn.19.12.000024

ISIKMAN S ， SEO S ， SENCAN I ， et al . Lensfree cell holography on a chip： From holographic cell signatures to microscopic reconstruction ［C］// 2009 IEEE LEOS Annual Meeting Conference Proceedings . Belek-Antalya ： IEEE ， 2009 ： 404 - 405 . doi: 10.1109/leos.2009.5343233 http://dx.doi.org/10.1109/leos.2009.5343233

BISHARA W ， SU T W ， COSKUN A F ， et al . Lensfree on-chip microscopy over a wide field-of-view using pixel super-resolution ［J］. Optics Express ， 2010 ， 18 （ 11 ）： 11181 - 11191 . doi: 10.1364/oe.18.011181 http://dx.doi.org/10.1364/oe.18.011181

GREENBAUM A ， OZCAN A . Maskless imaging of dense samples using pixel super-resolution based multi-height lensfree on-chip microscopy ［J］. Optics Express ， 2012 ， 20 （ 3 ）： 3129 - 3143 . doi: 10.1364/oe.20.003129 http://dx.doi.org/10.1364/oe.20.003129

BISHARA W ， SIKORA U ， MUDANYALI O ， et al . Holographic pixel super-resolution in portable lensless on-chip microscopy using a fiber-optic array ［J］. Lab on a Chip ， 2011 ， 11 （ 7 ）： 1276 - 1279 . doi: 10.1039/c0lc00684j http://dx.doi.org/10.1039/c0lc00684j

LUO W ， GREENBAUM A ， ZHANG Y B ， et al . Synthetic aperture-based on-chip microscopy ［J］. Light： Science & Applications ， 2015 ， 4 （ 3 ）： e261 . doi: 10.1038/lsa.2015.34 http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2015.34

LUO W ， ZHANG Y B ， FEIZI A ， et al . Pixel super-resolution using wavelength scanning ［J］. Light： Science & Applications ， 2016 ， 5 （ 4 ）： e16060 . doi: 10.1038/lsa.2016.60 http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2016.60

SONG P M ， JIANG S W ， WANG T B ， et al . Synthetic aperture ptychography： coded sensor translation for joint spatial-Fourier bandwidth expansion ［J］. Photonics Research ， 2022 ， 10 （ 7 ）： 1624 - 1632 . doi: 10.1364/prj.460549 http://dx.doi.org/10.1364/prj.460549

ABBE E ， LAWSON H . A contribution to the theory of the microscope and the nature of microscopic vision ［J］. Proceedings of Bristol Naturalists Society ， 1876 ， 1 （ 2 ）： 200 - 261 .

BARBER D J . Transmission Electron Microscopy： Physics of Image Formation and Microanalysis ［M］. Berlin ： Springer ， 1985 . doi: 10.1007/978-3-662-13562-4 http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-13562-4

WEINSTEIN R S . Prospects for telepathology ［J］. Human Pathology ， 1986 ， 17 （ 5 ）： 433 - 434 . doi: 10.1016/s0046-8177(86)80028-4 http://dx.doi.org/10.1016/s0046-8177(86)80028-4

MONTALTO M C ， MCKAY R R ， FILKINS R J . Autofocus methods of whole slide imaging systems and the introduction of a second-generation independent dual sensor scanning method ［J］. Journal of Pathology Informatics ， 2011 ， 2 （ 1 ）： 44 . doi: 10.4103/2153-3539.86282 http://dx.doi.org/10.4103/2153-3539.86282

MCKAY R R ， BAXI V A ， MONTALTO M C . The accuracy of dynamic predictive autofocusing for whole slide imaging ［J］. Journal of Pathology Informatics ， 2011 ， 2 （ 1 ）： 38 . doi: 10.4103/2153-3539.84231 http://dx.doi.org/10.4103/2153-3539.84231

姜志国，韩冬兵，袁天云，等 . 基于全自动控制显微镜的自动聚焦算法研究［J］. 中国图象图形学报， 2004 ， 9 （ 4 ）： 396 - 401 . doi: 10.11834/jig.20040476 http://dx.doi.org/10.11834/jig.20040476

JIANG Z G ， HAN D B ， YUAN T Y ， et al . Study on auto focusing algorithm for automatic microscope ［J］. Journal of Image and Graphics ， 2004 ， 9 （ 4 ）： 396 - 401 . （in Chinese） . doi: 10.11834/jig.20040476 http://dx.doi.org/10.11834/jig.20040476

潘安，高宇婷，王爱业，等 . 面向下一代数字病理成像分析仪的高通量全彩色傅里叶叠层显微成像术［J］. 光子学报， 2022 ， 51 （ 7 ）： 0751408 . doi: 10.3788/gzxb20225107.0751408 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20225107.0751408

PAN A ， GAO Y T ， WANG A Y ， et al . High-throughput full-color fourier ptychographic microscopy for the next generation of digital pathologic imager and analyser ［J］. Acta Photonica Sinica ， 2022 ， 51 （ 7 ）： 0751408 . （in Chinese） . doi: 10.3788/gzxb20225107.0751408 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20225107.0751408

BROWN W M ， PORCELLO L J . An introduction to synthetic-aperture radar ［J］. IEEE Spectrum ， 1969 ， 6 （ 9 ）： 52 - 62 . doi: 10.1109/mspec.1969.5213674 http://dx.doi.org/10.1109/mspec.1969.5213674

SHERWIN C W ， RUINA J P ， RAWCLIFFE R D . Some early developments in synthetic aperture radar systems ［J］. IRE Transactions on Military Electronics ， 1962 ， MIL-6（ 2 ）： 111 - 115 . doi: 10.1109/iret-mil.1962.5008415 http://dx.doi.org/10.1109/iret-mil.1962.5008415

HAMAMATSU . ORCA-Quest ［EB］. Japan： https：//www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/sys/SCAS0152E_ORCA-Quest_concept_brochure.pdf https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/sys/SCAS0152E_ORCA-Quest_concept_brochure.pdf .

SUN J S ， ZUO C ， ZHANG J L ， et al . High-speed Fourier ptychographic microscopy based on programmable annular illuminations ［J］. Scientific Reports ， 2018 ， 8 （ 1 ）： 7669 . doi: 10.1038/s41598-018-25797-8 http://dx.doi.org/10.1038/s41598-018-25797-8

ZHANG J Z ， XU T F ， SHEN Z Y ， et al . Fourier ptychographic microscopy reconstruction with multiscale deep residual network ［J］. Optics Express ， 2019 ， 27 （ 6 ）： 8612 - 8625 . doi: 10.1364/oe.27.008612 http://dx.doi.org/10.1364/oe.27.008612

SONG S ， KIM J ， HUR S ， et al . Large-area， high-resolution birefringence imaging with polarization-sensitive fourier ptychographic microscopy ［J］. ACS Photonics ， 2021 ， 8 （ 1 ）： 158 - 165 . doi: 10.1021/acsphotonics.0c01695 http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.0c01695

ZHANG P W ， ZHAO J F ， LIN B B ， et al . Hyperspectral microscopy imaging based on Fourier ptychographic microscopy ［J］. Journal of Optics ， 2022 ， 24 （ 5 ）： 055301 . doi: 10.1088/2040-8986/ac57b3 http://dx.doi.org/10.1088/2040-8986/ac57b3

ZHENG G A ， LEE S A ， ANTEBI Y ， et al . The ePetri dish， an on-chip cell imaging platform based on subpixel perspective sweeping microscopy （SPSM）［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ， 2011 ， 108 （ 41 ）： 16889 - 16894 . doi: 10.1073/pnas.1110681108 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1110681108

KESAVAN S V ， MOMEY F ， CIONI O ， et al . High-throughput monitoring of major cell functions by means of lensfree video microscopy ［J］. Scientific Reports ， 2014 ， 4 ： 5942 . doi: 10.1038/srep05942 http://dx.doi.org/10.1038/srep05942

浏览量

302

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于四象限液晶器件的差分相衬成像系统

基于多尺度特征融合网络的傅里叶叠层成像