O Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT), Tohoku University, Universidade Toin de Yokohama, e a Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST) tiveram sucesso no desenvolvimento de um sistema de microscopia de fluorescência holográfica de alta velocidade sem varredura com resolução submicron para um espaço 3-D. O sistema é baseado em holografia digital.

O sistema de microscopia desenvolvido tem um algoritmo para adquirir informações 3-D de objetos fluorescentes para medição 3-D sem varredura em menos de 1 milissegundo. A detecção 3D sem varredura com resolução submicron e imagem holográfica de fluorescência multiplexada em cores foi demonstrada usando o algoritmo. O sistema de microscopia será desenvolvido para alcançar a detecção de imagens em movimento holográfico 3-D de espécimes com luz incoerente.

Esta conquista foi publicada em Cartas de Óptica como um jornal de acesso aberto em 29 de janeiro, 2021.

O sistema de microscopia de fluorescência holográfica de alta velocidade sem varredura mostrado na Figura 1 foi construído com base na holografia digital e é aplicável à detecção de luz incoerente, como luz de fluorescência e luz natural. O algoritmo desenvolvido permite a adoção de um modulador de fase para gerar dois valores de fase, que deve aumentar a velocidade de medição. A resolução submicron para um espaço 3-D foi demonstrada com sucesso usando objetos fluorescentes com um diâmetro de 0,2 micron.

Os resultados experimentais mostrados na Figura 2 indicam que o sistema de microscopia desenvolvido atinge a detecção 3-D de nanopartículas e tem resolução submicrônica quantitativamente para um espaço 3-D. A medição 3-D sem varredura em menos de 1 milissegundo é alcançável usando o algoritmo com um cristal líquido ferroelétrico em silício (FLCOS) ou um dispositivo eletro-óptico (EO). Imagens de fluorescência holográfica multiplexadas em cores com o algoritmo e apenas quatro exposições também foram demonstradas combinando o algoritmo proposto e a superposição coerente computacional (CCS). O número de exposições é reduzido pelo algoritmo, e o número de fótons por holograma é aumentado mesmo para luz fraca.