深部走査に対応した解像度向上型ミニチュアMPM対物レンズの3Dスキャン

科学分野:

• 生体光工学
• 顕微鏡工学

背景:

• マイクロ内視鏡マルチフォトン顕微鏡（MPM）などのコンパクトな3Dイメージングシステムには、小型化された対物レンズとスキャナーが必要です。
• 深部走査中の焦点の維持と焦点スポットの劣化の最小化は、ミニチュアMPMシステムにおける重要な課題です。

研究 の 目的:

• 安定した焦点合わせ性能による深部走査が可能なミニチュア対物レンズの設計と評価。
• コンパクトMPMアプリケーションにおける焦点スポットの劣化に対処し、浸透深度を向上させること。

主な方法:

• 非球面レンズと平凸レンズ（PCX）を使用してミニチュア対物レンズを設計しました。
• 形状記憶合金アクチュエータで非球面レンズを駆動することにより、深部走査を実現しました。
• 走査中の屈折率の不一致による球面収差は、PCXの曲率を使用して補正されました。

主要な成果:

• カスタム対物レンズは、既存の設計と比較して、焦点スポットの劣化と浸透深度において性能が向上したことを実証しました。
• 解像度と信号強度は、約400 µmの深部走査範囲全体で一貫していました。
• 対物レンズは、走査範囲全体で良好な焦点合わせ性能を維持しました。

結論:

• 開発されたミニチュア対物レンズは、コンパクトなプロファイル内で深部走査と深い浸透能力を提供します。
• この設計は、マルチフォトン顕微鏡の臨床応用の進歩に大きな可能性を秘めています。