近日，哈爾濱工業大學儀器科學與工程學院科研團隊聯合南洋理工大學、新加坡科技設計大學等團隊提出了一種基于超構表面的單幀三維成像顯微系統，并驗證了該系統在工業和生物領域的應用。該研究以《單幀三維成像超顯微鏡》為題，發表在《納米快報》（Nano Letters）上。該研究為集成化單幀三維顯微成像系統設計提供了新思路。

在現代光學顯微成像領域，三維顯微成像的發展有助于揭示生命過程中的細節、材料中的微觀結構和納米尺度的相互作用。目前常用的三維顯微成像技術需要長時間的掃描或復雜的光機結構，限制了對活細胞生命運動和三維結構的觀察。研究團隊利用超構表面對光場進行亞波長分辨率的高自由度調控，通過全介質超構表面構建的4f-超顯微鏡成功實現了單幀三維成像，在此基礎上驗證了該系統具有可調控的軸向探測范圍，所提出的單幀三維成像超顯微鏡在大軸向探測范圍內實現了亞微米的軸向定位精度，并在工業樣本和生物組織中進行了應用驗證。