2020年8月18日，西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究员团队在国际物理学著名综述期刊《Reports on Progress in Physics》（2019 IF: 17.03）上在线刊发题为“High-resolution and large field-of-view Fourier ptychographic microscopy and its applications in biomedicine”的综述论文。这是我所首次以第一单位在该期刊发表论文，也是该团队今年以来在该期刊发表的第二篇论文，标志着我所在傅里叶叠层显微术（Fourier ptychographic microscopy, FPM）领域的工作和成果得到了国际同行的关注和认可。
FPM作为一种新的定量相位成像和计算成像技术，2013年由美国加州理工学院Changhuei Yang和Guoan Zheng等人提出。它可以解决传统显微成像中分辨率与视场相互制约的问题。它通过用LED阵列替代传统科勒式照明，依次点亮不同的LED改变照射样品的光线角度，获得一系列不同照明角度的明场和暗场图像，然后根据傅里叶变换平移定理，将样品的频谱在频域中进行平移、拼接和扩展，最后再通过傅里叶逆变换重构出样品的高分辨大视场图像。与传统的使用高NA物镜扫描拼接获得高分辨率大视场不同，FPM使用低NA物镜，通过在频域中迭代拼接低分辨率图像，从而获得高分辨率、大视场、定量相位图像。它同时兼具相位恢复和合成孔径的思想，无需机械扫描能获得十亿像素级图像。其分辨率极限公式为λ/(NAillu+NAobj)，其中NAillu和NAobj分别代表照明和成像物镜的NA。因为照明NA可以远比成像物镜NA大，从而分辨率可以有效提升。
本次发表论文第一作者为潘安博士，文章从高通量成像、快速成像、三维成像、混合态解耦合、生物应用等五个方面全面详细地介绍了FPM技术，揭示了FPM与结构光照明显微术的内在联系，提出了若干见解和观点。潘安从2014年开始进行FPM等相关技术理论和实验研究，提出了一系列稳定高效实现高精度FPM成像的方法，包括解决LED照明强度不均匀问题、提出抑制噪声的数据预处理方法、提出误差矫正算法（SC-FPM）、研究了渐晕效应的成因和影响并提出了解决方法：在高分辨FPM成像方面，提出了基于半球形数字聚光镜实现亚波长分辨率的FPM成像方法，实现了基于4×/0.1NA物镜合成至1.05NA，使用465nm光波实现分辨率达到244 nm，视场14.6 mm2，景深0.3 mm，空间带宽积2.45亿像素；在快速定量相位成像方面，提出单次曝光的FPM成像方法，实现两倍分辨率增强的动态实时成像，时间分辨率只与相机的帧率有关；在应用方面，参与了基于并行FPM的96通道高通量生物细胞培养成像筛选系统的研发。他目前已发表同行评议论文14篇，参与国内外会议并作报告10次，荣获2020年中国科学院院长特别奖、2020年朱李月华优秀博士生奖、2019年OSA鲍里斯·斯托伊切夫纪念奖学金、第69届德国林岛诺贝尔奖获得者大会最佳海报奖第一名、2019年和2018年国家奖学金、2019年卢嘉锡优秀研究生奖学金、2019年中国科学院大学首届唐立新奖学金、2017年SPIE光学与光子学教育奖学金等奖项。（瞬态室 供稿）
