SBP 提升 246 倍！鑫图Dhyana 400BSI V3助力SIM超分辨率高通量成像

近期，宁波东方理工大学张昊课题组研究团队针对SIM结构光照明显微成像瓶颈开展研究， 构建了新型大视场高分辨率SIM显微镜——PyramidalSIM，相关成果于 2025 年8 月发表于光学旗舰级国际学术期刊《Optica》。

PyramidalSIM

创新成果概述

SIM结构照明是生物成像关键技术，但空间光调制器（SLM）的像素数量限制导致空间带宽积（SBP） 不足，使视场与分辨率难以兼顾，制约高通量超分辨成像。

图1：空间光调制器（SLM）与棱锥透镜生成的介观尺度结构光照明显微成像光场。

研究团队创新性的提出了“SLM+六棱锥透镜”协同调控的介观尺度结构光照明方案，构建的PyramidalSIM超分辨显微镜系统，突破了 SLM 的SBP限制， 实现了大视场、高分辨率、多色成像等高通量成像突破：

① SBP 提升 246 倍，采用1024像素 SLM 可生成约5357条具有6级相位偏移的条纹，实现介观尺度结构照明。

②  4K 像素视场，照明面积扩大 20.7 倍。

③ 通过调整 SLM 条纹周期补偿色散，双波长分辨率较宽场提升 2倍。

图2：PyramidalSIM原理及视场表征。

Dhyana 400BSI V3
相机应用优势解析

SIM 超分辨成像需同时应对弱荧光信号采集、大视场成像均一性，以及高通量场景下高速与高分辨率平衡的核心挑战。Dhyana 400BSI V3 相机凭借三大核心性能精准匹配需求，为 PyramidalSIM 系统的性能验证提供关键硬件支撑：

① 高灵敏度：95% 高量子效率与 1.1e - 低读出噪声，精准匹配 SIM 弱荧光场景需求，保障多通道高信噪比成像。

② PRNU/DSNU 像素级校正：为 SIM 成像提供均一性成像支撑。

③ 高速高分辨率：18.8mm（1.2 英寸）对角线靶面尺寸，辅以 100 fps @ 4.2 MP 全分辨率帧率，助力 SIM 显微系统高通量成像突破。

图3：PyramidalSIM的多色成像能力。

参考文献：

Gang Wen, HongJin Li, HaoJie Wang, Qin Ke, JingQian Wang, Xi Zhu, Yin Chen, DaYong Jin, Shih-Chi Chen, and Karl Zhanghao, "Pyramidal lens enables mesoscale structured illumination by surpassing the spatial bandwidth limit of spatial light modulators," Optica 12, 1180-1191 (2025)

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