2005年，倫瑟勒理工學(xué)院自動(dòng)控制技術(shù)和系統中心（CATS）的Ben Potsaid、John Wen和Yves Bellouard開(kāi)發(fā)了***種自適應掃描光學(xué)顯微鏡（ASOM），它基于MEMS變形鏡來(lái)校正物鏡的離軸波前像差。
成像鏡掃描透鏡的輸入通光孔就可獲得擴大的視場(chǎng)，其潛在的應用包括跟蹤移動(dòng)的樣品，以及對突發(fā)事件成像。
這種新型的顯微鏡設計，配合高速物鏡后振鏡式掃描鏡、空間光調制器和掃描透鏡，就會(huì )產(chǎn)生具有微米***分辨率和較大有效視場(chǎng)的圖像，因而提供了***種相對經(jīng)濟的辦法來(lái)獲得高質(zhì)量圖像，而傳統上這只能通過(guò)很高分辨率的顯微鏡才能實(shí)現。在后來(lái)由Thorlabs/RPI小組設計的ASOM中，總的合成視場(chǎng)超過(guò)1250 mm2，分辨率為1.5祄
在A(yíng)SOM系統中設計***個(gè)遠心掃描透鏡用于獲得具有40mm視場(chǎng)的有限共軛像。透鏡組由七個(gè)光學(xué)元件組成，后向焦距為19mm，數值孔徑為0.20。***個(gè)定制的75mm快速MEMS轉向鏡在3.3mm2的通光孔上分布著(zhù)140個(gè)靜電控制器?？茖W(xué)***CCD相機具有1024 768個(gè)像素，柵距為4.7祄。
傳統的顯微鏡由于物鏡的限制，其視場(chǎng)相對較小。為了得到大尺寸樣品的高分辨率圖像，物鏡就必須對樣品進(jìn)行掃描（或者移動(dòng)顯微鏡，或者移動(dòng)樣品）。在A(yíng)SOM中，其掃描機制是***個(gè)質(zhì)量較輕的高速轉向鏡，它可以通過(guò)物鏡掃描整個(gè)視場(chǎng)。
在這種結構中，離軸光線(xiàn)經(jīng)過(guò)物鏡后會(huì )發(fā)生顯著(zhù)的波前畸變，***般情況下會(huì )導致圖像模糊，但是通過(guò)利用***個(gè)可實(shí)時(shí)控制的變形鏡，系統會(huì )補償波前畸變，因而能得到具有均勻分辨率的衍射圖像。對樣品掃描后再進(jìn)行圖像重構就會(huì )得到放大的視場(chǎng)。這在生物領(lǐng)域是非常有用的，因為在生物應用中常常需要獲得細胞***的分辨率（約為1祄），同時(shí)還需要保持***個(gè)大的視場(chǎng)在厘米尺度上監測總的解剖信息，或者觀(guān)測那些可能“游到”視場(chǎng)外的活生物體
活體樣本
ASOM中的快速掃描鏡代替了許多顯微鏡應用中用到的傳統掃描環(huán)節。由于不需要移動(dòng)樣品，在利用ASOM技術(shù)進(jìn)行活體樣本成像時(shí)，可以在檢測的環(huán)境中植入傳感器或控制器。ASOM同時(shí)還消除了機械平臺的移動(dòng)，而這種移動(dòng)會(huì )限制掃描速度，并會(huì )引發(fā)許多活體樣品使用的液體和粘滯介質(zhì)產(chǎn)生破裂性振動(dòng)[2]。由于圖像到圖像之間的移動(dòng)時(shí)間小于5ms，使ASOM的移動(dòng)速度可以達到機械移動(dòng)顯微鏡的100倍，并且使用高速CCD相機 可以使合成圖像的幀傳輸速率達到100幀/秒。高掃描速率的潛在應用包括毒品檢測和大規模篩選等。
***初為望遠鏡開(kāi)發(fā)的技術(shù)大大提高了顯微鏡的性能，使之具有微米***的分辨率和更廣的有效視場(chǎng)。
光學(xué)系統設計者們越來(lái)越多地使用主動(dòng)元件，推動(dòng)著(zhù)光機電***體化領(lǐng)域的持續快速發(fā)展。主動(dòng)元件包括轉換器和傳感器、主動(dòng)和自適應光學(xué)元件，以及實(shí)時(shí)微處理控制器等。這種高動(dòng)態(tài)光學(xué)儀器的性能和應用潛力，甚至遠遠超出了僅由靜態(tài)光學(xué)元件構成的儀器的理論極限。
就自適應光學(xué)而言，天文學(xué)是其發(fā)展的***初推動(dòng)力，1953年Horace Babcock建議采用主動(dòng)光學(xué)補償來(lái)解決穿過(guò)大氣成像的內在挑戰[1]。不同密度的大氣層之間的湍流會(huì )產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的折射率梯度和隨時(shí)間變化的入射光光程。如果不采取任何校正措施，在電磁波的波前上產(chǎn)生的振幅和相位畸變就會(huì )導致在形成的圖像上產(chǎn)生閃爍的亮區或暗區，這嚴重地限制了地基望遠鏡的角分辨率。盡管Babcock建議的在***個(gè)帶靜電電荷的鏡面上涂上***層油來(lái)改變局部油層厚度的方法從來(lái)沒(méi)有實(shí)現過(guò)，但他的基本設計思想在現今的許多自適應光學(xué)應用中仍在使用。目前，可由計算機控制表面面形的變形鏡被普遍用于校正由大氣湍流引起的波前畸變。
由Ben Potsaid 和Scott Barry領(lǐng)導的Thorlabs/RPI研究小組設計并構建的ASOM系統包含Nova Phase公司生產(chǎn)的定制掃描透鏡組、***個(gè)定制的高速轉向鏡（該轉向鏡是Boston Micromachines公司生產(chǎn)的有140個(gè)靜電控制器的MEMS變形鏡）和***個(gè)Thorlabs公司的CCD相機。
20世紀60年代，自適應光學(xué)的早期發(fā)展是由***防工業(yè)資助的，然而直到80年代，自適應光學(xué)才因為改善了地基望遠鏡的性能而在天文學(xué)領(lǐng)域找到了用武之地。自適應光學(xué)中***基本的設計包括利用波前傳感器（Shack-Hartmann干涉儀或可變剪切干涉儀）進(jìn)行波前的實(shí)時(shí)測量和波前校正（變形鏡和液晶空間光調制器）。結合以前發(fā)展的技術(shù)，目前自適應光學(xué)的應用已經(jīng)擴展到其他領(lǐng)域。
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