微型镜子控制 3D 光线,可以使显微镜更小更快

宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发出了一种最先进的微型镜子,它有可能缩小并加速未来用于大脑成像、增强现实护目镜和精密制造的光学系统。

来源:宾夕法尼亚州立大学

宾夕法尼亚州大学公园 — 研究人员使用紧密聚焦的激光束对生物样本进行成像,以微观精度塑造材料并生成显示器。但在三维空间中使用这些光束需要的不仅仅是从一侧到另一侧扫描光线,因为光线还必须在不同的深度快速重新聚焦。

这通常需要单独的光学组件,一个用于控制光线,另一个用于改变光线聚焦的位置。宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种最先进的微型镜子,可以以创纪录的速度完成这两项任务,有可能缩小并加速未来用于大脑成像、增强现实护目镜和精密制造的光学系统。

“能够使用单个设备快速控制三个维度的光,可以显着改善光学系统的整体尺寸和重量,”电气工程博士生、《微系统与纳米工程》上发表的该研究的第一作者 Hunter Shillingburg 说道。

Shillingburg 与 Daniel Lopez 共同撰写了这项研究,Daniel Lopez 在进行这项研究时隶属于宾夕法尼亚州立大学电气工程系、计算机科学系和材料研究所,目前担任亚利桑那州立大学物理系系主任。

对于 Shillingburg 来说,一个突出的潜在应用是:神经科学。

“虽然这些领域都密切相关,但我认为最有潜力的是神经生物学,”他说。 “该系统可以带来更小的、可安装的微型显微镜,用于研究活跃受试者的神经生物学,以及用于增强现实的更轻的眼镜和耳机。”

更快的扫描可能会给生物成像带来另一个好处,Shillingburg 说。敏感样品暴露在过多光线下可能会损坏或褪色,因此减少曝光时间可以帮助研究人员对活细胞和其他生物材料进行成像,同时限制这些影响。