L'Istituto nazionale di tecnologia dell'informazione e della comunicazione (NICT), Università di Tohoku, Università Toin di Yokohama, e la Japan Science and Technology Agency (JST) sono riusciti a sviluppare un sistema di microscopia a fluorescenza olografica ad alta velocità senza scansione con risoluzione submicronica per uno spazio 3D. Il sistema si basa sull'olografia digitale.

Il sistema di microscopia sviluppato dispone di un algoritmo per acquisire informazioni 3D di oggetti fluorescenti verso la misurazione 3D senza scansione in meno di 1 millisecondo. Il rilevamento 3D senza scansione con risoluzione submicronica e l'imaging a fluorescenza olografica multiplexata a colori sono stati dimostrati utilizzando l'algoritmo. Il sistema di microscopia sarà ulteriormente sviluppato per ottenere il rilevamento di immagini in movimento 3D olografico di campioni con luce incoerente.

Questo risultato è stato pubblicato in Lettere di ottica come un documento ad accesso aperto il 29 gennaio, 2021.

Il sistema di microscopia a fluorescenza olografica ad alta velocità senza scansione mostrato nella Figura 1 è stato costruito sulla base dell'olografia digitale ed è applicabile al rilevamento della luce incoerente come la luce a fluorescenza e la luce naturale. L'algoritmo sviluppato consente l'adozione di un modulatore di fase per generare due valori di fase, che dovrebbe aumentare la velocità di misurazione. La risoluzione submicronica per uno spazio 3D è stata dimostrata con successo utilizzando oggetti fluorescenti con un diametro di 0,2 micron.

I risultati sperimentali mostrati nella Figura 2 indicano che il sistema di microscopia sviluppato raggiunge il rilevamento 3D delle nanoparticelle e ha una risoluzione quantitativa submicronica per uno spazio 3D. È possibile ottenere misurazioni 3D senza scansione in meno di 1 millisecondo utilizzando l'algoritmo con un cristallo liquido ferroelettrico su silicio (FLCOS) o un dispositivo elettro-ottico (EO). L'imaging a fluorescenza olografica multiplexato a colori con l'algoritmo e solo quattro esposizioni è stato dimostrato anche combinando l'algoritmo proposto e la sovrapposizione coerente computazionale (CCS). Il numero di esposizioni viene ridotto dall'algoritmo, e il numero di fotoni per ologramma è aumentato anche per la luce in definitiva debole.