Microscopia e tomografia quantitativa di fase: Tecniche che utilizzano la luce monocromatica a coerenza spaziale parziale

Titolo originale:

Quantitative Phase Microscopy and Tomography: Techniques Using Partially Spatially Coherent Monochromatic Light

Contenuto del libro:

La microscopia quantitativa di fase (QPM) è diventata un'importante tecnica di imaging in biologia per lo studio di cellule e tessuti. La QPM è una tecnica di microscopia ottica a interferenza o olografica in cui un fascio di luce in ingresso viene diviso in due fasci, uno dei quali attraversa l'oggetto e l'altro funge da fascio di riferimento.

Questo libro sviluppa e descrive le tecniche più avanzate di QPM e di imaging computazionale utilizzando luce monocromatica parzialmente coerente dal punto di vista spaziale piuttosto che laser altamente coerenti. L'utilizzo di luce parzialmente coerente come sorgente luminosa al posto di un laser tradizionale ha migliorato notevolmente i risultati dell'imaging QPM. Le tecniche di imaging che verranno discusse includono la QPM senza speckle sia fuori asse che con configurazioni interferometriche a percorso comune, la microscopia di fase a illuminazione strutturata (SIPM), la nanoscopia basata su chip, l'apprendimento automatico, l'apprendimento profondo e l'intelligenza artificiale (AI) nella microscopia di fase e nell'OCT e la microscopia di fase multispettrale e iperspettrale. Le tecniche QPM prive di rumore coerente descritte in questo libro consentono di migliorare di un ordine di grandezza la sensibilità di fase spaziale, il prodotto di larghezza di banda spaziale e l'elevata stabilità di fase temporale. La tecnica è stata utilizzata per cellule spermatiche, macrofagi, cellule endoteliali sinusoidali del fegato, cellule tumorali e RBC per un QPM preciso. Abbiamo dimostrato che la luce monocromatica parzialmente coerente dal punto di vista spaziale è la sorgente più adatta per un QPM di alta precisione.

Il testo è di grande utilità per biologi, ingegneri ottici, scienziati ottici, ricercatori che lavorano nel QPM e nell'OCT e studenti laureati e post-laurea.

Caratteristiche principali

⬤ Presenta i progressi della microscopia quantitativa di fase e le applicazioni per ottenere informazioni quantitative.

⬤ Include strategie per la generazione di luce monocromatica parzialmente coerente dal punto di vista spaziale.

⬤ Presenta le configurazioni QPM fuori asse e a percorso comune prive di artefatti di coerenza e vari algoritmi, come la trasformata di Fourier e le tecniche di analisi delle frange a spostamento di fase per la ricostruzione della fase.

⬤ Descrive i progressi della QPM e della tomografia a coerenza ottica (OCT), come l'apprendimento automatico, il metodo dei vettori di supporto e l'architettura dell'intelligenza artificiale per l'analisi di fase.

⬤ Contiene risultati sperimentali sui sistemi QPM con luce parzialmente coerente dal punto di vista spaziale, con miglioramenti significativi nella sensibilità della fase spaziale e nell'accuratezza della misurazione della fase rispetto alla luce laser coerente.

⬤ Contiene analisi quantitative senza etichetta di varie cellule e tessuti biologici, come cellule spermatiche, macrofagi, cellule sinusoidali del fegato e cellule cancerose.

⬤ Contiene tecniche futuristiche di QPM iperspettrale e multispettrale senza speckle.