基于超構(gòu)透鏡的緊湊型復(fù)振幅成像系統(tǒng)如圖3A所示。為驗(yàn)證系統(tǒng)的相位測(cè)量能力，用其表征了形貌不規(guī)則的紫外光膠的表面高度，結(jié)果如圖3B所示。該方法與商用白光干涉儀測(cè)量結(jié)果高度符合，同時(shí)其單次測(cè)量耗時(shí)僅10 毫秒。該超構(gòu)透鏡也可以作為獨(dú)立的快拆模塊與標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡系統(tǒng)集成來觀察微觀物體。如圖3D-E所示，該系統(tǒng)測(cè)量的不同高度的定量相位分辨率靶標(biāo)的結(jié)果與白光干涉儀高度一致。此復(fù)振幅成像顯微鏡也可用于活細(xì)胞的無(wú)標(biāo)記觀察，同時(shí)提供強(qiáng)度和相位信息，如圖3F-G所示。

圖3.復(fù)振幅成像系統(tǒng)的應(yīng)用演示

此外，由于復(fù)振幅圖像可以在單幀拍攝中獲得，因此該系統(tǒng)可被用于記錄三維面形的快速動(dòng)態(tài)演化過程或者用于運(yùn)動(dòng)細(xì)胞無(wú)標(biāo)記觀察。作為示例，本工作中分別演示了對(duì)空氣擾動(dòng)下的紫外光膠的表面形貌演化過程的記錄以及對(duì)運(yùn)動(dòng)的草履蟲細(xì)胞的觀測(cè)，如圖4所示。

圖4.動(dòng)態(tài)復(fù)振幅成像系統(tǒng)的應(yīng)用演示

本工作利用了單層超構(gòu)透鏡極致的空間和偏振復(fù)用能力，可以通過單次拍攝確定地重建復(fù)振幅光場(chǎng)。該系統(tǒng)的集成化和高魯棒性使其非常適合于空間受限的成像場(chǎng)景，如內(nèi)窺鏡和快速移動(dòng)目標(biāo)的便攜式即時(shí)醫(yī)療診斷。此外，其有望為光學(xué)像差校正和光學(xué)頻段的遠(yuǎn)場(chǎng)超分辨成像提供新的思路。

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