三至五年工业化！深圳团队攻关，超快显微镜破解传统成像痛点

抖音热门 2025年11月03日 21:07 0 aa

深圳大学闵长俊教授团队最近搞出了个“黑科技”。一款双模态超快显微镜系统，把二维反射率成像和三维形貌成像捏到了一起，空间分辨率能到236纳米，时间分辨率更是飙到256飞秒，直接把硅表面激光诱导的结构变化过程拍得明明白白。

这成果可不是小打小闹。相关论文都发在了Light：AdvancedManufacturing上，第一作者是韦芊屹博士和倪洁蕾副研究员，闵长俊教授他们当通讯作者。

本来想简单说下这俩分辨率数字，但后来发现，这背后藏着的技术突破，才是真的厉害。

传统成像的“盲区”，被这款双模态系统补上了

传统的时空成像技术有点“一根筋”。

它只靠反射成像，拍出来的都是二维明暗图片，能拿到的信息少得可怜。

这就导致激光和材料相互作用的理论模型，大多只能停留在定性层面，没法精准分析。

工业加工和科研里早就盼着能有新工具了。

就拿硅材料激光加工来说，到底是温度、流体还是表面等离子体在起作用，国际上一直没个定论。

没有精准的观测数据，很多研究只能卡在半路。

闵长俊团队的这款系统，正好踩中了这个需求点。它最牛的地方，就是把两种成像技术融合了。

空间分辨率做到236纳米，已经快摸到衍射极限的边了，时间分辨率256飞秒，能捕捉到极短时间内的物质变化。

要同时做到这两点可不容易。研究人员得解决一个大难题：提高空间分辨率的时候，很容易出现色散，让飞秒级的脉冲变成皮秒级，时间分辨率就垮了。

他们最后用了高数值孔径的物镜提升空间分辨率，又优化了光路设计减少色散，才算把这俩指标都稳住。

闵长俊教授对这技术的解读很形象，说它就像从拍黑白照片，升级到能拿彩色照片的细节。

这话一点不假，传统技术只能抓反射率信息，这款系统却能同时拿到两种关键数据。

它是怎么做到的呢？简单说，就是把泵浦探测技术和干涉成像结合起来。

通过傅里叶变换提取零级和一级频谱分量，反射光的强度能反映材料吸收率这些物理特性，相位信息又能反解出表面的三维形貌。

更关键的是，这两种信息在时间和空间上完全同步，不会出现偏差。

如此看来，这款系统还有两个特别实用的特质。

一是能原位操作，一边用脉冲光加工材料，一边就能用探测光成像检测，不用把样品拿出来再用其他设备扫描。

这样既省时间，又能避免样品被污染，检测结果也更准确。

另一个是普适性强。不管是硅、锗这些半导体材料，还是金属、蓝宝石、聚合物，它都能hold住。

汽车行业的材料表面优化，航空航天领域的精密部件加工，甚至生物医学领域的材料改性，都能用得上它。

这技术的价值不止于科研。它能帮科研人员解决很多争议性问题，比如前面提到的激光加工机理，有了精准数据，就能推动研究往更深层次走。

更重要的是，它还有工业化的潜力。
研究团队之前就在显微成像、光场调控这些领域有积累，现在把技术延伸到了飞秒加工和检测上。

他们接下来想往材料内部的三维成像发展，还想加入光谱模态，检测化学键和分子构型的变化。

要实现工业化，还得开发全自动软件，用单脉冲单次测量替代现在的泵浦探测方式。

闵长俊教授说，希望三到五年内能把技术推向工业界。

毫无疑问，这款双模态超快显微镜系统，是科研领域的一次重要突破。

它不仅解决了传统成像技术的痛点，还为多个行业提供了新的工具。

从实验室的理论研究，到工业生产的实际应用，它的落地或许能带来一系列连锁反应。

期待未来几年，我们能看到这项“中国智造”的技术，在更多领域发光发热。

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