报告题目：傅里叶光学显微镜-原理与应用

报告时间：2024年6月17日(周一)上午10:00

报告地址：3号楼307室

报告人：刘文灏   副教授

邀请人：贺强    教授

简介：刘文灏，哈尔滨工业大学仪器学院副教授，于2024年5月在美国Georgia Institute of Technology生物医学工程系获得博士学位，其博士期间工作聚焦于傅里叶光场显微镜的软硬件实现和生物医学应用，包括3D显微镜的设计与优化、去噪与去卷积算法、高时空分辨率亚细胞成像、高速心血管成像与钙离子成像等。其已在Biosensor and Bioelectronics，Optica等国际知名期刊上发表高水平学术论文10余篇。 摘要：傅里叶光场显微镜是一种无扫描、高适应性的体成像技术。其通过在传统宽场显微镜的基础上，加装傅里叶透镜与微透镜阵列，实现了分波前与多角度成像。在此基础上，傅里叶光场显微镜在牺牲部分空间分辨率的情况下拓展了显微镜景深并将样品的三维信息压缩记录至相机的二维平面。从单幅记录图像中，傅里叶光场显微镜可利用三维重建算法将全部样品空间重建出来，将空间成像速度推至相机极限，从而克服了传统三维扫描显微镜体成像速度慢，光毒性强的缺点。在本研究中，我们提出了傅里叶光场成像的概念并从其基本原理出发，发展了用于不同空间尺度生物医学研究的傅里叶光场成像系统。首先，我们从几何光学与物理光学的基本原理出发，构建了一套系统完整的理论与数值框架，用以描述傅里叶光场显微镜中的光线传播与图像形成，评价系统性能，重建样品空间和优化系统设计。其次，我们分别优化设计了用于亚细胞和类器官尺度快速体成像的傅里叶光场显微镜，并发展了对应的后处理算法（去噪、去背景、反卷积重建）。最后，我们将搭建的系统用于不同空间尺度的生物医学研究，包括：观测单细胞中线粒体，过氧物酶体与溶酶体的自由运动；记录外界刺激下小肠类器官的应激反应；探究药物作用前后三维心肌细胞体的钙离子信号与收缩性变化；通过动态成像评估蝌蚪的心脏供血能力并探究敲除特定基因对心脏发育的影响。