HO-DHM-UT01 是一種透射式直立數字全息顯微鏡，具有平衡的非焦配置，在參考光束和目標光束中都使用了無窮遠校正平面消色差物鏡。該顯微鏡配備了一個共管透鏡，以最小的像差實現非焦距成像配置。索尼制造的 CMOS 傳感器用于記錄全息圖像。DHM 系統使用線性偏振 650nm 二極管激光器進行照明。系統中還集成了一個高亮度 LED 照明明視野觀察裝置，可進行雙目觀察。由于用戶可能不熟悉相位圖像，因此可先使用 LED 照明按要求聚焦細胞樣本，然后再使用激光照明記錄相位圖像。

 規格

DHM 型 ：傳輸，直立式

DHM 配置：平衡、無焦點

測量模式 ：單波長

光源：二極管激光器

光源波長：650 nm

光源功率：5 mW

物鏡物鏡：平面消色差（40 倍，0.65NA）

參考光束顯微鏡物鏡：平面全色（40 倍，0.65NA）

軸向深度剖面精度：≤ 50 nm

橫向分辨率：≤ 1 μm

相機視場：0.185 x 0.124 mm2

明視野觀測模式

光學系統：無限校正（200 毫米管狀鏡頭）

觀測方式：光柵

照明：透射

照明系統：高亮度白色 LED，強度可調

鼻托：三重，旋轉轉塔

顯微鏡物鏡：1. 平面消色差 10X，NA 0.25，2 毫米視場角

2. Plan Achromatic 20X，NA 0.40，1 毫米視場角 3.

3. Plan Achromatic 40X，NA 0.65，0.5 毫米視場角

觀察頭：Sidentopf 雙目觀察頭，30o 傾角，48 -75mm IP 調節器

目鏡：10 倍寬視場 (FN20)，屈光度可調，高度散光

調焦：同軸粗/細調焦，精細 0.2 毫米/旋轉

樣品臺：帶樣品架的矩形平臺，XY 行程 - 78 x 54 毫米

樣品臺驅動：手動，同軸下拉旋鈕

電源：230 伏 50 赫茲

 特點

的單次高分辨率和精確定量成像能力（技術）。

無需移相，因此無需壓電平臺。

無需對細胞染色即可進行定量相位成像。

全衍射限制分辨率性能。

數字全息以及透射 LED 明場觀察

應用

細胞動態定量研究。

各種細胞類型的成像，包括 SKOV-3 卵巢癌細胞、成纖維細胞、睪丸變形蟲、硅藻骨骼和紅細胞。

紅細胞在多種變形狀態下的三維成像和統計。

不同細胞生理參數的演變。

在不使用任何造影劑的情況下，對活細胞進行非破壞性分析： 細胞數量、匯合、增殖、細胞死亡、遷移和存活率。

可視化藥物誘導的形態變化。

染色或未染色/未處理細胞的可視化。

毒性研究。

診斷糖尿病并評估糖尿病患者的長期血糖控制情況。

解析神經元網絡活動，確定精神疾病的細胞生物標志物。

篩選和診斷材料科學。

   相機規格

傳感器類型 CMOS 彩色

卷簾快門

像素等級 6 百萬像素

分辨率 3088 x 2076 像素

縱橫比 3 : 2

像素尺寸 2.4 μm

模數轉換器 12 位

光學尺寸 7.41 毫米 x 4.98 毫米

制造商：索尼

增益（主/RGB） 14.5x / 5x

像素時鐘范圍 20 MHz - 474 MHz

幀頻自由運行模式 58.0 幀/秒

幀頻觸發（連續） 29.0 幀/秒

幀頻觸發（最大） 29.0 幀/秒

曝光時間（最小 - 最大） 0.013 毫秒 - 999 毫秒

長時間曝光（最長） 120000 毫秒

接口連接器 USB 3.0

軟件數字 HM_V01

相位圖像重建 的單次拍攝高分辨率方法

數字全息顯微鏡是一種新興的成像方式，它能夠對透明、未染色、處于最自然狀態的細胞進行定量相位成像（QPI）。雖然暗視野、相位對比和微分干涉對比等相位敏感成像方法已有幾十年的歷史，但它們無法提供定量相位信息。通過使用干涉成像概念，DHM 可以實現這一點。DHM 系統示意圖如圖 1 所示：

圖 1：基于干涉成像原理的平衡式 DHM 系統示意圖。相位圖像是通過對陣列傳感器記錄的干涉信號進行數字處理而獲得的。

SF : 空間濾波器，BS ： 分光鏡，O：物光束，R：參考光束，MO1 / MO2：顯微鏡物鏡

當準直激光束穿過透明細胞樣本時，通常很少有光被吸收。然而，由于光束在每個 (x, y) 位置的相位延遲，激光波面會發生扭曲（見圖 2）。光束穿過樣品后的相位 Φ (x, y) 可描述為

Φ (x,y) = ( 2π / λ ) ∫ dz n (x, y, z)

這里，λ 是所用激光的波長，n (x, y, z) 代表細胞在 (x, y, z) 處相對于周圍介質的相對折射率。顯然，如果細胞與周圍介質之間存在較大的折射率差異，就會檢測到較強的相位信號。如果細胞的折射率在一個區域內是均勻的，則相位函數可以近似地與細胞的高度圖譜相關聯，從而得到細胞的三維透視圖。因此，DHM 不需要使用外部造影劑，而是利用細胞的自然折射率對比進行成像。折射率是一種與化學成分相關的屬性，因此，靈敏的相位成像系統在基礎生物科學和診斷學領域有多種應用。

傅立葉變換法是處理單次干涉成像數據的常用方法。但這種方法的空間分辨率較低，遠遠低于顯微系統所能達到的衍射極限分辨率。如圖 3所示，本產品中使用的德里國際理工學院技術采用了一種新穎的約束優化方法來恢復全分辨率相位圖像。

圖 3：使用數字全息顯微系統獲得的紅細胞和患者宮頸細胞的相位圖像（a）明場圖像，（b）使用傳統傅立葉變換方法重建的相位圖像，（c）使用德里印度理工學院開發的新型單次相位成像技術獲得的高分辨率相位圖像。(b) 和 (c) 中的彩色編碼表示細胞的相位圖（近似高度圖）。