中国科学院 准直激光束由分束器传送到装置中，并到达振镜扫描镜上，振镜扫描镜被成像到空气物镜的后焦平面上
扫描全球移动通信系统栅格时，焦点在一个维度上，如OBJ1的方框前焦点空间中的双向箭头所示
阶梯反射镜将不同散焦量的光反射回物镜，然后通过透镜传到全球移动通信系统，在全球移动通信系统中被消除扫描，消除横向扫描运动，仅保留轴向分量
全球移动通信系统然后再次成像到水浸泡物镜(OBJ2)的后焦平面
OBJ2在样本空间中形成焦点的无像差图像(由OBJ1形成)
从一个框住的区域放大视图
左侧的面板显示了光线在其标称焦点处的焦点
黑色箭头显示反射后返回的边缘光线
反射镜上的每一步都会在样品平面上产生一个轴向位移的焦点
可选配置，带倾斜镜，允许连续轴向扫描
这里，远程物镜OBJ1稍微偏离光轴，以产生垂直于镜面入射的倾斜焦点
横向扫描这个焦点会导致焦点的改变，如黑箭头所示:托莫伊·查克拉博蒂、陈炳英、斯蒂芬·戴特威勒、张伯瑞、奥利弗·范德波尔顿、艾泰·萨波兹尼克、克莱门斯·卡明斯基、托马斯·普
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凯文·诺尔斯
迪恩和烈斗·菲奥卡 在光学显微镜中，高速体积成像受到低速轴向扫描速率或z扫描机制引入的像差的限制
为了克服这些限制，德州大学西南分校的科学家引入了一种新的光学设计，将横向扫描运动转换为三维扫描
他们的显微镜实现了12千赫频率的激光聚焦，并允许观察斑马鱼胚胎细胞内的快速动力学和跳动的心脏
快速成像在显微术、计算机视觉和激光加工中很受关注
例如，在神经科学中，高速体积成像对于监测动态生物过程是必不可少的，包括膜电压活动(动态范围为1毫秒或更短)或脑血流
一个人成像的速度与一个人改变成像系统聚焦位置的速度紧密相关，尤其是在三维空间
传统的重新聚焦方法是通过机械移动显微镜物镜或样品来实现的，这两种方法都会导致三维扫描速度较低，因为移动物理物体的速度受到惯性的限制
缓解这一问题的一个潜在方法是通过远程聚焦，它通过改变光学系统的波前来实现重新聚焦
然而，大多数现有技术面临着分辨率和速度之间的权衡
因此，仍然需要能够达到多千赫速率同时避免会降低分辨率的像差的三维扫描技术
在《光科学与应用》杂志上发表的一篇手稿中，由美国德克萨斯州达拉斯的UT西南医学中心细胞生物学系和Lyda Hill生物信息学系的烈斗·菲奥卡教授领导的一组科学家
、和同事开发了一种新颖的光学设计来克服这些挑战
他们采用了成熟的横向扫描技术，并将横向扫描运动转换为三维重新聚焦，以实现高速体积成像
他们采用了无像差远程聚焦的概念，他们没有在三维空间移动相应的远程反射镜，而是用高速振镜在静止的反射镜上横向扫描激光点
如果固定反射镜和物镜之间的距离沿扫描方向不是恒定的，将会引入散焦，这是远程重新聚焦所必需的
此外，在返回路径上，横向扫描分量被完美地补偿，从而获得第三维的纯扫描运动
因此，研究人员能够利用高速横向扫描技术在三维空间快速移动高分辨率激光焦点
ASLM在20毫秒图像积分时间成像的两个MV3细胞内的基因编码多聚体纳米颗粒，和3
每秒57卷
核周区域的YZ视图
黄色圆圈表示检测到的囊泡，蓝色线条表示累积轨迹
斑马鱼胚胎示意图
d，斑马鱼心脏的平均(超过30个周期)XZ横截面，以45 Hz的帧速率获得
e，心脏跳动的脉搏图，沿图d所示的线测量
Kymograph使用原始数据，没有应用平均
斑马鱼心脏的容积成像，容积率为7
4Hz，XY视图，深度用颜色编码
比例尺，a，10微米；b，1微米；信用:托莫伊·查克拉博蒂，陈炳英，斯蒂芬·戴特威勒，张伯瑞，奥利弗·范德波尔顿，伊泰·萨波茨尼克，克莱门斯·卡明斯基，图马斯·普
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凯文·诺尔斯
迪恩和烈斗·菲奥卡 为了实现这一概念，采用了两种实现方式，一种是阶梯镜，另一种是倾斜平面镜
前者允许在有限数量的台阶上任意大的轴向台阶尺寸，而后者允许任意数量和尺寸的轴向台阶，并且能够在第三维上连续扫描，尽管扫描范围更有限
通过这两种实现方式，科学家们引入了这项技术的应用: “我们关于显微成像的第一个实际演示是加速轴向扫描光学显微镜(ASLM)，它因采集速度慢而受到批评(以前在高分辨率实现中帧率约为10 Hz)
我们的新扫描技术允许一个数量级的加速，同时保持这种新兴成像技术的高空间分辨率
在第二个应用中，我们在双光子光栅扫描显微镜中实现了扫描技术，并以12千赫的第三维扫描速率执行了高分辨率体积成像
事实上，在这种空间分辨率下，我们的方法比以前报道的无像差聚焦技术快6倍
然后，我们通过对斑马鱼胚胎跳动的心脏成像，展示了我们的活体显微镜技术的潜力
我们相信这为活体成像开辟了主要的应用，特别是在神经科学领域
" “离散扫描技术和连续扫描技术都可以应用于几乎同时对大脑的不同层成像，或者快速获取整个体积以测量神经元放电模式或脑血流
重要的是，与以前的技术不同，我们的方法与声光偏转器完全兼容，因此理论上能够在亚微秒时间尺度上扫描(例如
g
，> 1兆赫)
因此，使用共振李萨如扫描模式，我们预见了千赫速率下体积成像的可能性
“科学家预测
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