此外 ， 最近发表的一篇文章中揭示了一个非常惊人的结果 ， 证明了反向设计的1.8mm大型多级衍射透镜可以实现衍射极限和超长自由度(≈1200mm） 。 显然 ， 它在超大视场光学成像、光学光刻等应用中具有很好的潜力 。 然而 ， 当应用于LSFM时 ， 它似乎没有那么吸引人 ， 因为存在以下缺点：首先 ， 具有不可忽略旁瓣的3D光学图案 ， 无法解决基于贝塞尔光束的LSFM在面内抖动过程中遇到的棘手问题 ， 以形成真正的2D光片 。 其次 ， 当降低到1D结构时 ， 它可能会遇到棱镜、二次透镜、移位轴棱锥和对数非球面透镜遇到的类似问题（假设反向设计的相位轮廓是轴对称的） 。 第三 ， 由于主瓣沿传播方向逐渐扩展 ， 可能会增加成像后处理的额外难度 。
2.5与最近实现的旁瓣抑制光学图案的比较
本文总结了GA生成的2D光片的主要特征 ， 定制贝塞尔光束和液滴照明都是通过仔细调整位于物体焦平面的环半径而被认为是叠加贝塞尔光束干涉的结果 。 为了适当调整贝塞尔光束 ， 采用大孔径轴棱锥（40?输出角）来生成超高N.A.叠加贝塞尔光束 。 由于量身定制的贝塞尔光束具有比标准贝塞尔光束1/44的自由度 ， 而峰值强度仅为标准贝塞尔光束的1.4倍 ， 这意味着它具有中等的模式转换效率 。 然而 ， 其归一化为高斯光束瑞利长度的自由度仅为2.6 ， 远小于本文的结果（9.1） ， 如果孔径较小 ， 该值可能会变得更差 。 重要的是 ， 本文需要强调 ， 在执行LSFM应用时 ， 形成3D贝塞尔样光束的定制贝塞尔光束和液滴照明都需要一个必不可少的抖动过程来形成光片 ， 而且这两项研究中使用的振幅二元板都会产生强烈的能量损失 ， 因此成本效益不高 。
工程波前的超表面实现 。
我们相信 ， 本文的遗传算法生成的光片的特性超过了最近实现的侧模抑制非解析贝塞尔光束 ， 并且它很难用传统光学器件的解析解接近 。 因此 ， 本文的光片没有抖动过程 ， 通过使用可轻松集成到传统光学系统中的金属材料的非分析和反直观解决方案 ， 可能会触发新一代基于LSFM的高速和大规模生物成像应用 。 此外 ， GaN基金属的偏振不敏感特性允许以较低的光学能量消耗进行生物成像实验 ， 这是由于移除了多个光学器件 ， 同时提高了系统在不同光学照明下的耐受性 。
2.6基于双光子激发的光片荧光显微镜
【基于遗传算法的超透镜设计产生侧瓣抑制大聚焦深度光片的实验演示】TPE LSFM是另一种应用场景 ， 在这种场景中 ， 本文提出的光片可以很好地应用 。 与单光子激发显微镜不同 ， TPE LSFM采用近红外（NIR）激发波长 ， 由于激发波长的后向散射减少 ， 从而实现大规模厚生物样品的更深层次的生物成像 。 TPE LSFM的一个明显优点是 ， 由于双光子吸收涉及三阶非线性光学过程 ， 该过程遵循激发功率的二次依赖性 ， 因此噪声将被进一步抑制 。 在图5中 ， 本文预测了波长为0.93μm的TPE所产生的光学图样 ， 在没有(图5a-c)和(图5d-f)的基音周期、相位梯度和孔径变化 ， 这将在0.5–0.55μm的光学范围内激发标记胚胎或大脑的荧光信号 。 显然 ， 图5a、d中所示的两个光场与单光子激发下的光学图案非常相似（见图4h） ， 但噪声水平显著降低到生物成像感兴趣范围内的可忽略水平（见图5b、e） 。 两种模式的横模分布分别如图5c、f所示 。
图5 金属在0.93μm双光子激发下产生的光学图案 。 a、 d）全局视图显示金属化后整个空间中的噪声降低 。 b、 e）放大视图显示高度均匀的光学图案 ， 噪声级在x=±150μm范围内可忽略不计 。 c、 f）相应的强度分布表明每种设计具有更好的轴向分辨率 。
2.7单光子光片荧光显微镜与贝塞尔光束的比较
本文简要研究了由我们制造的金属和第2.6节中研究的金属所产生的单光子激发下的光场的光学特征 。 我们发现 ， 在0.532或0.93μm的单光子激发下工作的具有本文提出的相位轮廓（具有相同的节距周期或相同的WD）的金属透镜的光学特征以与贝塞尔光束相同的方式演变 ， 从而揭示了它们之间的密切关系 ， 这将允许我们在实际生物成像应用中使用传统光学系统来操纵光片 。
2.8宽带无色散光片
本文讨论了设计一种宽带消色差金属片的可能性 ， 该金属片在400 nm至640 nm的波长范围内产生无色散光片 。 从而在同一空间区域内产生类似的建设性或破坏性干扰（见图6d-f） 。 400至640nm波长的相应位置相关相位分布如图6a所示 ， 相位补偿（或等效群延迟）如图6b所示（图6c） 。 尽管本文提出的金属元件的孔径相当大 ， 但我们认为 ， 由于本文的金属元件具有低的N.A. ， 且最大相移低于具有相同孔径和N.A的抛物线金属元件 ， 因此这种相位分布仍然可以通过集成GaN波导PB相位金属元件实现 。 我们还认为 ， 该设计策略可以自由扩展到近红外领域 ， 在该领域中 ， 入射光在生物组织中的后向散射进一步减少 ， 从而在很大程度上有利于未来的高速多色LSFM 。
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