Создан миниатюрный флуоресцентный безлинзовый микроскоп, способный работать, находясь глубоко в теле человека - «Наука и технологии»

Микроскопы являются одним из основных видов инструментов, используемых учеными и медиками. При помощи микроскопов исследуются различные ткани, изучаются бактерии, вирусы и другие микроорганизмы, определяются симптомы некоторых заболеваний. Однако, традиционные микроскопы являются достаточно большими и громоздкими устройствами, из-за чего их нельзя поместить в тело человека и производить его осмотр изнутри. Помимо этого, линзы оптической системы микроскопов всегда являются источником компромисса между размерами рабочей области и разрешающей способности.

Все эти проблемы вынудили группу ученых из университета Райса разработать новый микроскоп, в котором нет ни единой линзы и который является настолько миниатюрным, что его можно установить на конце зонда-эндоскопа. Помимо этого, такой микроскоп можно установить и внутрь имплантата, при помощи которого можно осуществлять долговременный контроль процессов мозговой деятельности, к примеру.
Новый флуоресцентный микроскоп, FlatScope, может сфокусироваться на объеме в несколько кубических миллиметров, в то время как его разрешающая способность находится на уровне микрона. Кроме этого, размер охватываемой области может быть увеличен путем простого увеличения размеров датчика, а так как этот датчик изготавливается по традиционной CMOS-технологии, с увеличением его размеров не возникает никаких проблем.

Для того, чтобы при помощи простейшего датчика можно было получить высококачественное изображение, в микроскопе используется так называемая амплитудная маска, в которой, в свою очередь, используется явление интерференции. За счет этого датчик не видит прямого изображения, а снимает некую абстрактную амплитудную картину. И на основе данных этой картины соответствующий программный алгоритм воссоздает высококачественное изображение.
Поскольку новый микроскоп может фокусироваться на любой точке объема в несколько кубических миллиметров, он способен создавать трехмерные снимки, являющиеся кадрами трехмерного видео, по которым ученые или медики смогут следить за динамикой происходящих в контролируемом объеме процессов.