現代光學成像技術在生物醫學影像與活細胞三維造影領域一直扮演著重要角色， 其技術與應用更是日新月異! 目前已可突破正向入射光學繞射極限在空間解析度上具二分之一波長的限制，從而使得空間解析度提升至百奈米等級，得以在微觀的尺度下探索從未觀察到的微生物樣本、型態與結構，在活細胞影像中這將有利於細胞影像的胞器鑑別、藥物篩檢以及早期生物病理診斷。 數位全像術是近年來重新興起的一種全像技術,係運用數位感光器件記錄全像干涉圖紋，並以電腦計算進行數位式重建影像, 並可直接配合現代電腦數位處理與傳輸系統的運用而獲致物體全場光波中完整而定量的相位與振幅資訊, 因而, 無需使用任何外加染料與螢光標記即可達成符合自然光學本質的高質量造影效果。 為了檢測樣品的精細細微結構，往往可外加高數值孔徑顯微透鏡而提高此數位全像顯微術 的造影空間解析度，惟其解析度會仍受限於此顯微物鏡的數值孔徑，因此，為了進一步提升造影解析度問題，本技術採用雷射光束掃描方式(如合成孔徑或結構光照明)，透過不同角度之光束入射至樣品以擷取全角度之樣品波前資訊，並在二維頻譜空間中將其疊加以獲得高頻資訊，如此一來, 可進而達到超越一般極限解析度的造影效果。再者, 若要觀測生物樣本的內部結構, 本技術結合了合成孔徑數位全像顯微術與斷層攝影原理發展成一種新穎的「數位全像顯微斷層造影術」[詳見附件臺灣專利/美國專利; 代表性論文:Scientific Reports 8, 5943, 2018]係運用光束掃描機制獲取不同角度之物體重建波前資訊，並在其三維頻譜空間中將其頻譜資訊轉換成Ewald球面，將擷取到物體波前的掃描角度相對應地填入斷層影像的三維頻譜空間, 據此而合成三維頻譜進行數值計算, 並重建生物樣品內部折射率三維空間分佈及其斷層結構影像。 由於在高數值孔徑成像與光束掃描機制時往往導致嚴重光學像差而降低光學系統截止空間頻率及其造影傳真性與解析度, 因此, 本技術進ㄧ步採用電腦全像術以調適性進行波前操控與像差補償方式, 而降低波前誤差的劣化影響, 並達成具高解析、高對比全像顯微斷層造影效果 (代表性論文: Scientific Reports 9, 10489, 2019)。 對於非輻射傷害性、非侵入性的生醫影像學、生命科學等領域, 將可提供嶄新的活細胞影像、參數測定、觀測與診斷方式。

1.新穎性數位全像顯微斷層造影術, 具微奈米級空間解析度三維造影功能。
2.調適性電腦數位全像波前操控與像差補償方式, 而降低波前誤差的劣化影響, 並達成具高解析、高對比全像顯微斷層造影。
3.無需使用任何外加染料與螢光標記的非侵入性、無輻射傷害性的新穎光學超解析觀測與診斷方式。

1.微奈米級橫向及縱向解析度, 具相位與折射率定量檢測與分析能力。
2.高速掃描生物樣本且快速重建三維斷層影像, 系統穩定性高而無需防震光學桌。
3.使用可見光波段低光功率雷射, 得以非接觸式、無螢光標記及無輻射傷害性量測活細胞三維影像。
4.具客制化模組方案, 可與其他檢測裝置匹配使用。