光场显微镜 (lifgt-field microscopy, LFM) 同时采集入射光的二维空间和二维角度信息，可以从单个相机帧计算重建样本的完整三维体积。与其它以顺序或扫描方式累积空间信息的荧光成像技术不同，这种四维成像方案有效地从空间尺度（例如视场 (FOV) 和空间分辨率）上减小了体积采集时间，从而使 LFM 成为生物系统高速体积成像的有效工具之一，并具有低光损伤的特点。最新的 LFM 技术已经证明了其能够应用于功能性脑成像，在数十至数百微米的深度保持细胞级空间分辨率，体积采集时间为 10 毫秒级。甚至，该方法最近已被证明用于观察单细胞标本的结构和动力学，具有接近衍射极限的三维空间分辨率、数微米的成像深度（足以覆盖单个细胞的大部分体积），以及毫秒级的采集时间。
2019年 Optics Express:傅里叶光场显微镜
技术背景：
光场显微镜 (lifgt-field microscopy, LFM) 同时采集入射光的二维空间和二维角度信息，可以从单个相机帧计算重建样本的完整三维体积。与其它以顺序或扫描方式累积空间信息的荧光成像技术不同，这种四维成像方案有效地从空间尺度（例如视场 (FOV) 和空间分辨率）上减小了体积采集时间，从而使 LFM 成为生物系统高速体积成像的有效工具之一，并具有低光损伤的特点。最新的 LFM 技术已经证明了其能够应用于功能性脑成像，在数十至数百微米的深度保持细胞级空间分辨率，体积采集时间为 10 毫秒级。甚至，该方法最近已被证明用于观察单细胞标本的结构和动力学，具有接近衍射极限的三维空间分辨率、数微米的成像深度（足以覆盖单个细胞的大部分体积），以及毫秒级的采集时间。对于传统的 LFM，微透镜阵列 (MLA) 放置在宽视场显微镜的原生像平面 (native image plane, NIP) 上，并且光学信号以欠采样方式记录在 MLA 后焦平面上。波动光学模型的发展，使得严重欠采样的高频空间信息可以通过对点扩散函数（PSF）求解卷积的方法得到一定程度的恢复，从而放宽空间和角度信息之间的权衡要求。
当前不足：
当前有两个主要因素限制了 LFM 的更广泛应用。首先，LFM 的空间信息的采样模式是不均匀的。特别是在NIP附近，信息的冗余导致重建时产生严重的伪影。其次，体积重建采用波动光学模型的 PSF 解卷积。传统 LFM 的 PSF 在横向和轴向维度上都有空间变化，因此用5D 矩阵描述，该矩阵将 3D 物体投影到 2D 相机平面上。这加剧了计算成本，使得重建相当缓慢，并且对于动态或功能数据的快速观察来说是不切实际的。最近虽然提出了傅立叶成像方案，然而，其光学传播模型并不完善，使得应用范围和成像性能都不佳。
文章创新点：
基于此，佐治亚理工学院和埃默里大学的Changliang Guo(第一作者)和Shu Jia(通讯作者)等人为傅里叶光场显微镜构建了完整的光传播、成像和重建模型，并基于此模型构建了傅里叶光场显微镜的通用设计原则。
原理解析：
（1）图像形成。如图1(a)所示，傅里叶透镜（FL）将NIP平面（Iris平面位置）的光场变换到傅里叶域（FD），MLA进一步将此波前（即FD）分割，每一个微透镜传递相应的空间频率（即角度信息）到其后焦平面被相机记录。
（2）光传播模型。首先，使用标量Debye理论将三维物体信息投影到二维NIP面。然后，将二维NIP面的波前用傅里叶变换获得FD面的波前。最后，FD面的波前经过MLA调制后利用菲涅尔传播理论获得相机平面的波前。
（3）重建算法。使用基于Richardson-Lucy迭代机制的解卷积算法求出三维空间信息。
视频1：使用 FLFM 对小鼠肾脏组织进行成像。重建体积：67 µm × 67 µm ×20 µm。
附录：
（1）光场显微镜（上）和傅里叶光场显微镜（下）成像对比
（2）傅里叶光场显微镜设计原则
（3）傅里叶光场显微镜算法流程图
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