Инженеры смогли в 100 раз улучшить качество обычных микроскопов

Американские специалисты изобрели систему, позволяющую многократно улучшать качество обычных оптических микроскопов. В будущем система найдет применение в клинических лабораториях - ее внедрение будет по карману даже развивающимся странам.

Описание разработки инженеров из Калифорнийского технологического университета опубликовано в журнале Nature Photonics.

Считается, что улучшить качество существующих оптических микроскопов практически невозможно. По законам оптики разрешение этих приборов можно повышать, лишь уменьшая поле зрения, что существенно затрудняет работу с изучаемыми объектами. Однако авторы работы смогли обойти эти ограничения при помощи нового подхода, который они назвали фурье-птихографической микроскопией.

В основу нового метода легло использование пластинки со 150 светодиодами, каждый из которых освещает образец под заданным углом. При обработке изображения это позволяет учитывать не только интенсивность, но и фазу световой волны. Пластинка помещается под предметный столик микроскопа и светодиоды по очереди освещают объект, причем каждый раз делается его новая фотография.

Затем полученные изображения с низким разрешением объединяются по специальному алгоритму в один высококачественный снимок. В результате, например, работая с линзами 2x (с двукратным увеличением) и имея соответствующее поле обзора, можно получить снимок с разрешением, соответствующим линзам 20х. Это позволяет в среднем в 100 раз увеличить качество обычных микроскопов.

Разработчики полагают, что особенно полезным их изобретение будет в клинических лабораториях. Сейчас, просматривая образцы ткани на высоком увеличении, специалисты из-за узкого поля обзора тратят много времени, чтобы найти интересующие их объекты. Новая система позволит существенно ускорить их работу. Весь комплект для одного микроскопа будет стоить всего 200 долларов, так что эти устройства будут доступны даже в небогатых странах.