近期，昆明医科大学生物医学工程学院（研究院）文刚团队与铜陵学院、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、湖州学院、安徽师范大学等机构合作，成功设计并实验验证了一种基于氮化镓超表面的全视场超表面透镜扫描光学模块（FFM），为微型化双光子显微镜的高速、大视场成像提供了全新光学解决方案。该研究成果以“Full-Field-of-View Metalens Scanner Optical Module for High-Speed Imaging Toward Miniaturized Two-Photon Microscopy”为题，发表于光学领域顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》（中科院一区TOP，IF=9.7）。
双光子显微镜虽具备深层组织穿透和光学切片等优势，但传统系统体积笨重，物镜像差和机械扫描严重限制视场与速度；现有微型化方案受限于像差校正不足和系统集成度，难以兼顾大视场与高帧率。针对此瓶颈，研究团队创新提出基于广义斯涅耳定律的全视场超表面透镜设计，通过多视场相位优化与离轴渐晕约束，有效抑制了彗差和像散等离轴像差。实验制备的氮化镓超表面透镜（直径660 μm）聚焦效率达46.4%，实测焦斑半高全宽约1.25 μm，与仿真结果高度吻合。将超表面透镜与压电光纤扫描器集成后，系统在透射和反射成像模式下均实现20帧/秒的成像速度，视场达100 μm，较此前报道的同类系统（视场45 μm、帧率8.8 fps），视场与帧率均实现两倍以上提升。采用USAF 1951分辨率靶的成像实验清晰分辨第7组第3线对（对应分辨率约2.19 μm），验证了其成像分辨性能。本研究尚未演示双光子激发与荧光收集，但为未来集成至紧凑型双光子荧光成像系统奠定了坚实的光学与工程基础。
图1基于FFM技术的微型化双光子成像系统原理
昆明医科大学生物医学工程学院（研究院）为论文共同通讯单位，文刚副研究员与中国科学院宁波材料技术与工程研究所李辉研究员、湖州学院陈晓虎副研究员、安徽师范大学石建平教授为论文共同通讯作者，铜陵学院陈聪博士为论文第一作者。该研究获得了安徽省教育厅、安徽省自然科学基金、中科院科研装备研制项目、国家重点研发计划、云南省科技厅-昆医联合专项重点项目以及云南省“兴滇英才支持计划”项目等资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/lpor.71849
【招聘信息】
文刚团队长期致力于超分辨/高分辨显微成像技术的创新研究、生物医学应用探索以及配套开源软件工具开发，并在该领域取得系列重要成果，代表性技术包括：高保真线性SIM技术(HiFi-SIM)、高保真非线性SIM技术(HiFi-NL-SIM)、无参数估计直接重建SIM技术(direct-SIM)，以及基于“空间光调制器+棱锥透镜”的介观尺度结构光照明技术与PyramidalSIM技术等。
课题组负责人文刚副研究员为昆明医科大学生物医学工程学院（研究院）高层次引进人才（四层次），博士生导师、硕士生导师。现因科研发展需要，拟招聘光学成像和深度学习方向的博士后/博士研究人员，以及机械电子方向的科研助理：光学成像方向要求具有光学/光学工程、生物医学工程等相关专业背景，具备超分辨显微成像系统搭建或光学设计经验者优先；深度学习方向要求具有人工智能、计算机科学、信号处理等相关专业背景，熟悉深度学习框架并有图像重建或智能识别算法开发经验者优先；机械电子方向要求具有机械工程、电子工程、自动化等相关专业硕士及以上学历。优秀博士后/博士研究人员可解决事业编制，以上岗位均要求责任心强、具备团队合作精神，对前沿显微成像技术及生物医学应用有浓厚兴趣。课题组同时招收细胞生物学、病理与病理生理学方向的硕士研究生和博士研究生。
有意者请将个人简历发送至：wengang@kmmu.edu.cn。
供稿：文刚；编校：张志毕；审核：郑福云
