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量子成像可以为先进显微镜创造光明的未来

研究人员表示,量子物理学的独特性质可以帮助解决一个长期存在的问题,即阻碍显微镜在最小尺度上产生更清晰图像的问题。

这一突破利用纠缠光子创建了一种校正显微镜图像失真的新方法,可能会改善经典显微镜成像组织样本,从而帮助推进医学研究。

它还可能导致量子增强显微镜的新进展,应用于广泛的领域。该团队的论文题为“自适应光学成像与纠缠光子”,发表在《科学》杂志上。来自剑桥大学和法国卡斯特勒布罗塞尔实验室的研究人员也为这项研究做出了贡献。

数百年来,显微镜一直是科学家的宝贵工具。光学的进步使研究人员能够解析细胞和材料基本结构的更详细的图像。

然而,随着显微镜的复杂性不断发展,它们已经开始遇到传统光学技术的限制,即使是解析图像的元件中的微小缺陷也会产生模糊的图像。

目前,一种称为自适应光学的过程用于校正像差引起的图像失真。像差可能是由透镜和其他光学元件的小缺陷或显微镜下样品的缺陷引起的。

自适应光学的关键是“引导星”——在显微镜下在样品中识别出的亮点,为检测像差提供了参考点。然后,称为空间光调制器的设备可以对光进行整形并纠正这些扭曲。

对导星的依赖给显微镜带来了问题,因为显微镜无法对不含亮点的细胞和组织等样本进行成像。科学家们利用图像处理算法开发了无导星自适应光学器件,但对于结构复杂的样品来说,这些器件可能会失败。

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