光穿过组织时的散射是在血液和皮肤等生物介质中进行清晰成像的重要障碍。已知波前整形（WFS）是一种可能的解决方案，该方案通过仔细控制首先进入样本的入射波前来解决当相干光穿过组织时发生的散射。如果入射波前可以在短于由介质引起的动态散射时间尺度上成形和控制，则通过适当的自适应反馈过程，可以补偿散射失真并且在内部的期望点处产生增强的光强度。

目前的挑战一直是WFS的速度，特别是对于生物过程的成像，例如组织内的血流，其中给定的散射斑点图案的可用寿命在其改变之前，大约在毫秒范围。科罗拉多大学博尔德分校的一个项目开发了一种可能的解决方案，该方案通过使用一维空间光调制器（SLM）来控制入射波前，而不是通常使用的相对慢的2D SLM。这项工作发表在Nature Photonics上。科罗拉多大学博尔德分校控制技术比其他技术快一个数量级。

“关键的技术突破是使用快速1D SLM而不是2D SLM，一旦它通过散射介质传播，每个1D照明模式都会变成2D散斑场。”Omer Tzang评论道，“这导致更快的整体操作，这是由于1D SLM电子和制造相对简单，因此1D SLM可以比2D SLM更快地执行其波前调制。这也意味着1D SLM可以显著减少成本高昂，这是未来应用的重要实际考量因素。“

该项目的1D SLM采用光栅光阀（GLV），其由平行的反射氮化硅微带组成，有效的自由度1,088度。电子控制带的偏转允许GLV控制其朝向样品反射的波前，用作可编程1D相位调制器。在该项目中，GLV允许切换时间低于300纳秒，重复率为350 kHz，以及连续相位调制。

波前整形：更清晰地看到组织内部

实时显微镜和内窥镜检查

在将光导入各种动态散射样本的试验中，并与项目开发的专用软件，硬件和光学设计一起实施，系统能够连续测量最终的传输矩阵，计算最佳波前，并使用它来投射焦点散射介质实时，每个循环2.4毫秒。“与具有数字镜像设备（DMD）的系统相比，我们的系统速度提高了一个数量级以上，MEMS SLM被认为是迄今为止高速运行的黄金标准。” Tzang说，“与最快速的液晶SLM相比，我们的方法快了1000倍。”

现在，该团队打算在实时显微镜和内窥镜系统中实施该技术，以便在不同的生物医学成像场景中进行测试，并研究使用该系统聚焦多模光纤而不是散射介质。“在活组织中，血液灌注和运动不断改变散射介质，因此聚焦算法必须比变化速率更快地运行;因此在许多应用中需要毫秒实时聚焦。”Tzang评论道，“这项技术的应用还可以包括使用多模光纤作为微型内窥镜。通过使用比现有内窥镜更薄更高效的多模光纤进行成像，这种方法可以进入到以前无法进入的人体区域。”

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