Microscopía de interferencia holográfica


La microscopía de interferencia holográfica ( HIM ) es una interferometría holográfica aplicada a la microscopía para la visualización de microobjetos de fase . Los microobjetos de fase son invisibles porque no cambian la intensidad de la luz, solo insertan cambios de fase invisibles. La microscopía de interferencia holográfica se distingue de otros métodos de microscopía por el uso de un holograma y la interferencia para convertir cambios de fase invisibles en cambios de intensidad .

Otros métodos de microscopía relacionados con la microscopía de interferencia holográfica son la microscopía de contraste de fase y la interferometría holográfica.

La holografía nació como "nuevo principio de microscopía". D. Gabor inventó la holografía para microscopía electrónica . Por alguna razón su idea no se aplica en esta rama de la microscopía . Pero la invención de la holografía abrió nuevas posibilidades en la obtención de imágenes de microobjetos de fase debido a la aplicación de los métodos de interferencia holográfica en microscopía que permiten un estudio no solo cualitativo sino cuantitativo. La combinación de la microscopía de interferencia holográfica con métodos de procesamiento numérico ha resuelto el problema de la obtención de imágenes en 3D de microobjetos en fase biológica nativa sin tratar. [1] [2] [3]

En el método de interferencia holográfica, las imágenes aparecen como resultado de la interferencia de dos ondas de objeto que pasaron por el mismo camino a través del sistema óptico del microscopio pero en diferentes puntos de tiempo: la onda de objeto reconstruida a partir del holograma "vacío" y la onda de objeto perturbada. por la fase micro-objetos en estudio. El holograma de la onda del objeto "vacío" se registra mediante un haz de referencia y se utiliza como elemento óptico del microscopio de interferencia holográfica. Dependiendo de las condiciones de la interferencia, se pueden realizar dos métodos de microscopía de interferencia holográfica: el método de contraste de fase holográfico y el método de contraste de interferencia holográfica. En el primer caso, los cambios de fase insertados por el microobjeto de fase en la onda de luz que lo atraviesa se convierten en cambios de intensidad en su imagen; y en el segundo caso – en desviaciones de franjas de interferencia.

El método de contraste de fase holográfico es la técnica de microscopía de interferencia holográfica para la visualización de microobjetos de fase que convierte los cambios de fase insertados por el microobjeto en la onda de luz que lo atraviesa en cambios de intensidad en la imagen. El método se basa en la suma holográfica ( interferencia constructiva ) o la resta holográfica ( interferencia destructiva ) de la onda "vacía" reconstruida a partir del holograma , y la onda objeto perturbada por los microobjetos de fase en estudio. La imagen puede considerarse como un interferograma en franjas de interferencia de ancho infinito.

El método resuelve el mismo problema que el método de contraste de fase de F. Zernike . Pero en comparación con el método de contraste de fase de F. Zernike, el método tiene algunas ventajas. Debido a la igualdad de intensidades de las ondas de interferencia, el método de contraste de fase holográfico permite obtener el máximo contraste de imágenes. Los tamaños de los microobjetos no restringen la aplicación del método, aunque el método de contraste de fase de F. Zernike funciona mejor cuanto más pequeño es el microobjeto en grosor y tamaño. La imagen en el método de contraste de fase holográfico es el resultado de la interacción de dos ondas idénticas y está libre de aberraciones .


Imagen de contraste de fase de eritrocitos de sangre humana obtenida mediante la adición de ondas en una franja de interferencia brillante
Imagen 3D de un frotis de sangre humana nativa