Учёные создали адаптивную линзу для коррекции искажений в микроскопии

Исследователи из группы оптики Университета Хауме I в Кастельоне (Испания) разработали метод для коррекции аберраций изображения в реальном времени в однопиксельной микроскопии. Ключевым элементом технологии стала программируемая деформируемая линза. Результаты работы команды были опубликованы в открытом доступе в журнале Nature Communications и являются частью европейского проекта CONcISE.

Рендер и схема экспериментальной установки HSPM. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65940-4

Как работает адаптивная линза

Предложенное решение сочетает адаптивную линзу, которая «формирует» волновой фронт света в реальном времени, с бессенсорным методом, оценивающим резкость изображения непосредственно из данных. Этот подход корректирует искажения, вызванные как самой системой, так и образцом, выдавая более чёткие изображения, близкие к физическому пределу разрешения, без усложнения конструкции микроскопа.

Адаптивная линза, известная как «многоактуаторная адаптивная линза» (M-AL), легко интегрируется в систему без значительных изменений традиционной конфигурации однопиксельного микроскопа. Такие линзы состоят из оптически прозрачной и деформируемой мембраны, способной менять форму с помощью актуаторов (пьезоэлектрических, электростатических или электромагнитных), распределённых вокруг неё.

Преимущества для однопиксельной микроскопии

В отличие от традиционной микроскопии с камерой, в однопиксельной технике образец освещается последовательностью световых паттернов, а результирующий сигнал собирается одним пиксельным сенсором. Одна из проблем — искажения от микрозеркального чипа, генерирующего паттерны, и от самих образцов, которые размывают мелкие детали. Новая система с деформируемой линзой корректирует эти ошибки, обеспечивая беспрецедентное на сегодня разрешение.

Этот метод закладывает основу для будущих разработок и имеет применение в адаптивной микроскопии для компенсации аберраций в биологических образцах, диагностической офтальмологии, астрономической адаптивной оптике, промышленных системах визуализации, а также в дополненной реальности для биомедицины и материаловедения.

Источник: Университет Хауме I

ИИ: Это интересный пример того, как «умная» оптика может решать фундаментальные проблемы в научной визуализации, упрощая сложные системы. В перспективе такие технологии могут сделать высокоточную микроскопию более доступной и компактной.