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我实验室范瑶博士后荣获“第九届中国光学工程学会创新论文提名奖”

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发表时间:2024-07-25 15:59来源:SCILab网址:https://www.scilaboratory.com/

近日,中国光学工程学会公布了“第九届中国光学工程学会创新论文奖”(原“全国光学工程学科优秀博士学位论文奖”)。经过学位授予单位和行业专家推荐、评奖办公室初评、同行专家通讯复评和院士专家委员会终评四个阶段,我实验室博士后范瑶的博士学位论文《基于相干调制的差分相衬与傅里叶叠层显微成像方法研究》(导师:陈钱、左超教授)入选第九届中国光学工程学会创新论文提名奖。颁奖典礼于724日在北京召开的2024年第五届世界光子大会上举行。

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博士学位论文介绍

“计算光学”使显微成像技术从“二维”走向了“三维”,从“定性观察”走向了“定量检测”,并朝着更高维度的信息获取能力与更高分辨率的细节解析力这一目标迈进。本学位论文针对非对称照明调制的差分相衬成像和傅里叶叠层成像算法展开研究,以发展最优化差分相衬与傅里叶叠层成像性能指标为目标,探究成像新机制、突破成像质量、搭建核心仪器,充分发掘其高分辨率、高对比度、实时动态与高通量成像优势。

论文主要创新点体现在:

1)针对差分相衬定量相位成像照明机制不完善的问题,理论推导得到了差分相衬实现各向同性分辨率的广义照明函数解析表达,提出了最优照明孔径,在非相干衍射带宽内显著提升了相位传递响应。采集四幅图像实现了具有各向同性分辨率的高对比度、高信噪比定量相位成像。

2)针对定量相位成像需多幅原始数据,难以实现活细胞实时动态成像的问题,提出基于多波长复用照明的单帧定量相位成像技术,在相机极限帧率的成像效率下,实现了非相干衍射极限分辨率的活细胞实时动态定量相位成像。

3)针对显微成像系统时空带宽积受限的理论难题,提出了非相干/相干混合照明的傅里叶叠层成像技术,采用7幅原始数据实现了物镜数值孔径3倍的成像分辨率。进一步自主设计构建小型化高通量显微成像系统,采用6X物镜实现了40倍物镜的成像分辨率,并将成像通量提升了44.5倍。

4)设计构建了非干涉定量相位显微镜、小型化多模态显微镜等新型计算光学显微仪器,实现了“概念原理”到“工程化仪器”的首次尝试,迈出了计算光学显微成像技术转向实际应用的第一步。


论文作者介绍

范瑶,南京理工大学光学工程专业2017级博士研究生。攻博期间,师从南京理工大学陈钱教授和左超教授,主要研究方向为非干涉定量相位成像以及智能化显微仪器。研究成果在国际光学核心期刊上发表SCI论文20余篇,其中第一作者论文15篇,包括PhotoniX, Laser Photonics Rev.Photonics Res.SCI检索论文7篇,《红外与激光工程》EI检索论文1篇,发表成果Google Scholar 引用1000余次,受到多名院士、国际学会Fellow的正面评价。两项研究成果入选Laser Photonics Rev.Photonics Res.期刊封面论文,并被Wiley官网公众号亮点报道。智能计算光学显微镜论文入选PhotoniX年度高下载论文,微信公众号阅读量排名第一。成果相关技术申请专利15项,包括中国发明专利11项,PCT专利4项,其中5项已获授权。

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在读期间,范瑶曾获首届“金燧奖”中国光电仪器品牌榜金奖、2022年日内瓦国际发明展“特别嘉许金奖”,国际光学工程学会光学与光子学教育奖学金(SPIE Optics & Photonics Education Scholarship)冠名奖学金Teddi Laurin Scholarship、中国光学学会“王大珩”光学奖、Light博士生学术联赛全国前十、第十四届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛“特等奖”、创青春全国大学生创业大赛“金奖”、江苏省三好学生、国家奖学金等奖项。

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中国光学工程学会自2016年起开展“中国光学工程学会创新论文奖”奖励评选,每年举行一届,每所高校每年只能入选一篇论文。目前,我实验室已有7人(左超、冯世杰、孙佳嵩、胡岩、李加基、尹维、范瑶)获得中国光学工程学会创新论文奖/论文提名奖。未来,我实验室将进一步促进博士研究生的科研创新能力,激发博士研究生在光学工程领域做出创造性科研成果的积极性,实现光学工程学科跨越式发展。


图文| 范瑶、任乐

初审| 孙菲

复审| 左超

终审| 徐峰

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