2025年光子学突破：用于大规模体积成像的掩模式集成微型显微镜

《IEEE Photonics Journal》：Photonics Breakthroughs 2025: Mask-based Integrated Miniscope for Large-scale Volumetric Imaging

　　

摘要：

基于掩模的集成显微镜是一种强大的计算成像技术，能够在较小的设备体积内实现大视野范围的3D成像。该技术利用薄光学掩模将物体信息编码到紧邻其旁的相机传感器上。这一领域面临的一个主要挑战是在信噪比较低的情况下仍保持较高的重建质量，同时降低计算需求以便处理更大的重建体积。在此，我们介绍了该领域的重大突破：DeepInMiniscope，这是一种拥有高度可扩展重建算法的系统，能够实现大范围3D区域的高质量成像。我们详细阐述了支撑这一高效、稳健成像框架的硬件与重建算法的协同开发过程，并展示了该系统以近乎细胞级别的分辨率记录小鼠大脑神经活动的能力。DeepInMiniscope为在自由活动的动物身上进行大规模3D功能记录奠定了重要基础。