超細內窺鏡動態超分辨成像方面研究新進展

　　浙江大學及之江實驗室聯合團隊的楊青教授、劉旭教授在光場經復雜動態介質中的快速恢復及超分辨成像方面取得進展。研究結果以“單根多模光纖用于體內光場編碼內窺鏡成像（Single multimode fibre for in vivo light-field-encoded endoscopic imaging）”為題，2023年7月3日在線發表于《自然?光子學》（Nature Photonics）雜志，論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41566-023-01240-x。

　　體內顯微成像是內窺鏡下判斷腫瘤邊界范圍及治療干預的重要手段，但受限于復雜腔內環境，尚無比較好的腔內超分辨成像解決方案。多模光纖（multimode fibres，MMFs）是體內超分辨成像的潛在平臺，但腔內環境的彎曲和動態變化使光場在MMF傳播發生多重散射，難以清晰成像。因此，準確解析MMF動態光場分布并成像重構是體內超分辨成像的前沿方向,也是光通信（經典通信和量子通信）等領域面臨的重大科學問題。

　　研究團隊融合光學、醫學、計算機等多學科知識，提出空間頻率域編碼追蹤自適應信標光場編碼方法（spatial-frequency tracking adaptive beacon light-field-encoded，STABLE），創新菲涅爾反射全矢量調控硬件，利用全矢量編碼生成反射空間頻率信標，結合光纖圓柱波導特性實現傳輸矩陣數據降維單像素計算和搜索算法突破，顯著提高了對模式耦合與色散在動態變化下的追蹤速度，將多模光纖彎曲狀態的單個狀態追蹤速度從分鐘量級提升到毫秒量級，為受運動模式色散困擾的傳統多模光纖成像提供可擴展的抗彎曲成像能力。