相位物体指的是对光的振幅没有改变，而仅仅对光的位相有调制的物体。相位物体在生命科学实验中广泛存在，但由于对比度的缺乏，对相位物体的观察一直是一个难点。Zernike曾因发明位相反衬显微技术获得1953年的诺贝尔物理学奖。现有的研究中，科学家往往采用棱镜、偏振片、相位片或者空间光调制器来实现相位物体的浮雕像观测。但是，这些技术光路结构复杂，且与生命科学研究中广泛应用的共聚焦荧光扫描显微系统难以直接融合。
席鹏课题组通过分析激光共聚焦荧光显微成像系统的结果，利用光线通过相位梯度介质发生偏折的特性，设计出了一种与共聚焦系统完全相容的相位成像系统，并通过夫琅禾夫衍射理论计算了探测光强和样品相位梯度的定量关系。结果表明，这种成像方式具有很高的相位成像灵敏度。该成像方法已经被成功应用于老鼠肾脏组织切片和人类宫颈癌细胞的位相观察。这种显微成像技术在研制新型多模态显微成像系统方面具有非常广阔的应用前景。这一成果是继2013年席鹏课题组发表在Optics Express(OE)和Nature子刊Scientific Reports上的激光斜射扫描显微技术之后的又一重大突破。
该论文的第一作者为北京大学生物医学工程系博士研究生谢浩，合作者包括中国科学院上海光学精密机械研究所的周常河教授和澳大利亚麦考瑞大学的Dayong Jin教授，共同通讯作者为席鹏特聘研究员和周常河教授。该研究得到国家重大仪器专项基金、国家自然科学基金委、“973”项目的资助。
Schlieren共聚焦成像系统示意图以及成像结果
