光場顯微鏡 (lifgt-field microscopy, LFM) 同時采集入射光的二維空間和二維角度信息，可以從單個相機幀計算重建樣本的完整三維體積凛篙。與其它以順序或掃描方式累積空間信息的熒光成像技術(shù)不同黍匾，這種四維成像方案有效地從空間尺度（例如視場 (FOV) 和空間分辨率）上減小了體積采集時間，從而使 LFM 成為生物系統(tǒng)高速體積成像的有效工具之一呛梆，并具有低光損傷的特點锐涯。新的 LFM 技術(shù)已經(jīng)證明了其能夠應(yīng)用于功能性腦成像，在數(shù)十至數(shù)百微米的深度保持細胞級空間分辨率填物，體積采集時間為 10 毫秒級纹腌。甚至，該方法zui近已被證明用于觀察單細胞標(biāo)本的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)滞磺，具有接近衍射極限的三維空間分辨率壶笼、數(shù)微米的成像深度（足以覆蓋單個細胞的大部分體積），以及毫秒級的采集時間雁刷。
2019年 Optics Express:傅里葉光場顯微鏡
技術(shù)背景：
光場顯微鏡 (lifgt-field microscopy, LFM) 同時采集入射光的二維空間和二維角度信息，可以從單個相機幀計算重建樣本的完整三維體積保礼。與其它以順序或掃描方式累積空間信息的熒光成像技術(shù)不同沛励，這種四維成像方案有效地從空間尺度（例如視場 (FOV) 和空間分辨率）上減小了體積采集時間责语，從而使 LFM 成為生物系統(tǒng)高速體積成像的有效工具之一，并具有低光損傷的特點目派。新的 LFM 技術(shù)已經(jīng)證明了其能夠應(yīng)用于功能性腦成像坤候，在數(shù)十至數(shù)百微米的深度保持細胞級空間分辨率，體積采集時間為 10 毫秒級企蹭。甚至白筹，該方法zui近已被證明用于觀察單細胞標(biāo)本的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)，具有接近衍射極限的三維空間分辨率谅摄、數(shù)微米的成像深度（足以覆蓋單個細胞的大部分體積）徒河，以及毫秒級的采集時間。對于傳統(tǒng)的 LFM送漠，微透鏡陣列 (MLA) 放置在寬視場顯微鏡的原生像平面 (native image plane, NIP) 上顽照，并且光學(xué)信號以欠采樣方式記錄在 MLA 后焦平面上。波動光學(xué)模型的發(fā)展闽寡，使得嚴重欠采樣的高頻空間信息可以通過對點擴散函數(shù)（PSF）求解卷積的方法得到一定程度的恢復(fù)代兵，從而放寬空間和角度信息之間的權(quán)衡要求。
當(dāng)前不足：
當(dāng)前有兩個主要因素限制了 LFM 的更廣泛應(yīng)用爷狈。首先植影，LFM 的空間信息的采樣模式是不均勻的。特別是在NIP附近涎永，信息的冗余導(dǎo)致重建時產(chǎn)生嚴重的偽影思币。其次，體積重建采用波動光學(xué)模型的 PSF 解卷積土辩。傳統(tǒng) LFM 的 PSF 在橫向和軸向維度上都有空間變化支救，因此用5D 矩陣描述，該矩陣將 3D 物體投影到 2D 相機平面上拷淘。這加劇了計算成本各墨，使得重建相當(dāng)緩慢，并且對于動態(tài)或功能數(shù)據(jù)的快速觀察來說是不切實際的启涯。zui近雖然提出了傅立葉成像方案贬堵，然而，其光學(xué)傳播模型并不完善结洼，使得應(yīng)用范圍和成像性能都不佳黎做。
文章創(chuàng)新點：
基于此，佐治亞理工學(xué)院和埃默里大學(xué)的Changliang Guo(第1作者)和Shu Jia(通訊作者)等人為傅里葉光場顯微鏡構(gòu)建了完整的光傳播松忍、成像和重建模型蒸殿，并基于此模型構(gòu)建了傅里葉光場顯微鏡的通用設(shè)計原則。
原理解析：
（1）圖像形成。如圖1(a)所示宏所，傅里葉透鏡（FL）將NIP平面（Iris平面位置）的光場變換到傅里葉域（FD）酥艳，MLA進一步將此波前（即FD）分割，每一個微透鏡傳遞相應(yīng)的空間頻率（即角度信息）到其后焦平面被相機記錄爬骤。
（2）光傳播模型充石。首先，使用標(biāo)量Debye理論將三維物體信息投影到二維NIP面霞玄。然后骤铃，將二維NIP面的波前用傅里葉變換獲得FD面的波前。zui后坷剧，F(xiàn)D面的波前經(jīng)過MLA調(diào)制后利用菲涅爾傳播理論獲得相機平面的波前惰爬。
（3）重建算法。使用基于Richardson-Lucy迭代機制的解卷積算法求出三維空間信息听隐。
視頻1：使用 FLFM 對小鼠腎臟組織進行成像补鼻。重建體積：67 μm × 67 μm ×20 μm。
附錄：
（1）光場顯微鏡（上）和傅里葉光場顯微鏡（下）成像對比
（2）傅里葉光場顯微鏡設(shè)計原則
（3）傅里葉光場顯微鏡算法流程圖
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