用“光子灯笼”进行计算光学成像

光纤的薄而柔软的特性通常使它们成为观察体内生物过程的理想技术，使用光纤束以空间选择性的方式传输光的内窥镜对微创医疗程序产生了深远的影响。为了减小设备尺寸并提高成像分辨率，此概念已扩展到包含数千个光导纤芯的单个光纤。这些单纤维相干光纤束（SF-CFB）可以在可见光中提供几微米的分辨率。当与荧光造影剂组合使用时，则有助于在细胞水平上观察疾病过程。但是当前的显微内窥镜方法在空间分辨率上受到了极大的限制。

       近日，来自英国赫里瓦特大学光子与量子科学研究所的Debaditya Choudhury等人演示了一种使用多芯光纤（MCF）的高分辨率显微内窥镜检查方法，该光纤具有通过渐缩形成的绝热多模到单模“光子灯笼”过渡。他们表明，通过单独激励单模MCF的芯，可以从灯笼的输出中投射出不同的多模光图案，并且这些图案对于光纤运动非常稳定。然后，利用此功能来演示单像素成像的形式，其中使用单个像素检测器来检测每个多模模式穿过物体的光的比例。他们使用了一种称为SARA-COIL的自定义计算成像算法，仅使用预先测量的多模模式本身和检测器信号来重建对象。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

文章链接：Debaditya Choudhury et al. Computational optical imaging with a photonic lantern. Nature Communications (2020) 11:5217
       https://doi.org/10.1038/s41467-020-18818-6