El Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NTIC), Universidad de Tohoku, Universidad Toin de Yokohama, y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (JST) han logrado desarrollar un sistema de microscopía de fluorescencia holográfica de alta velocidad sin escaneo con resolución submicrónica para un espacio tridimensional. El sistema está basado en holografía digital.

El sistema de microscopía desarrollado tiene un algoritmo para adquirir información tridimensional de objetos fluorescentes hacia la medición tridimensional sin escaneo en menos de 1 milisegundo. Mediante el algoritmo se ha demostrado la detección tridimensional sin escaneo con resolución submicrométrica e imágenes de fluorescencia holográfica multiplexada en color. El sistema de microscopía se desarrollará aún más para lograr la detección de imágenes en movimiento holográficas en 3D de muestras con luz incoherente.

Este logro fue publicado en Letras de óptica como documento de acceso abierto el 29 de enero, 2021.

El sistema de microscopía de fluorescencia holográfica de alta velocidad sin escaneo que se muestra en la Figura 1 se construyó sobre la base de la holografía digital y es aplicable a la detección de luz incoherente, como la luz de fluorescencia y la luz natural. El algoritmo desarrollado permite la adopción de un modulador de fase para generar dos valores de fase, que se espera que aumente la velocidad de medición. La resolución submicrónica para un espacio 3-D se demostró con éxito utilizando objetos fluorescentes con un diámetro de 0,2 micrones.

Los resultados experimentales que se muestran en la Figura 2 indican que el sistema de microscopía desarrollado logra la detección tridimensional de nanopartículas y tiene una resolución submicrónica cuantitativamente para un espacio tridimensional. La medición 3D sin escaneo en menos de 1 milisegundo se puede lograr utilizando el algoritmo con un cristal líquido ferroeléctrico sobre silicio (FLCOS) o un dispositivo electroóptico (EO). También se han demostrado imágenes de fluorescencia holográfica multiplexada en color con el algoritmo y solo cuatro exposiciones mediante la combinación del algoritmo propuesto y la superposición coherente computacional (CCS). El algoritmo reduce el número de exposiciones, y el número de fotones por holograma aumenta incluso para luz finalmente débil.