OEA创刊号封面技术成功在纽约证券交易所上市


Opto-Electronic Advances
创刊封面文章
Chen L W, Zhou Y, Wu M X, Hong M H. Remote-mode microsphere nano-imaging: new boundaries for optical microscopes. Opto-Electron Adv 1, 170001 (2018). DOI: 10.29026/oea.2018.170001
这项具有开创性的远程模式微球纳米成像技术已通过Phaos科技实现成功商业化。2025年,Phaos科技成功上市,在资本市场迈出关键一步。
光学显微镜作为生物医药、半导体制造、食品科学等领域的基础表征工具,在科学研究和工业生产中占据着不可或缺的地位。凭借灵活性强、便携、成本低、成像速度快等优势,它的应用场景覆盖临床疾病诊断、食品质量实时监测以及半导体缺陷精密检测等诸多方面。然而,受光学衍射极限的限制,传统光学显微镜的分辨率通常只能达到200 nm左右,难以观察病毒颗粒、集成电路纳米级缺陷、生物大分子等关键的微纳尺度结构,这一局限性极大地制约了其在前沿领域的应用。
为突破这一瓶颈,科研人员研发出了多种先进的高分辨率成像技术,包括需要真空环境的透射电子显微镜、扫描电子显微镜,以及原子力显微镜、荧光超分辨显微镜等专用技术。但这些技术均面临实际应用难题:电子显微镜的样品制备流程复杂,且无法对活体细胞进行成像;原子力显微镜和荧光类成像技术则受限于近表面探测灵敏度或荧光标记的要求。因此,在保留传统光学显微镜优势的基础上,实现无标记、实时、非接触的纳米级分辨率成像,成为下一代显微镜研发的迫切挑战和核心方向。

图1 Opto-Electronic Advances 2018年第1期封面
针对这一难题,由厦门大学洪明辉教授(曾任教于新加坡国立大学)带领的研究团队提出了远程模式微球辅助纳米级成像技术。相关成果以“Remote-mode microsphere nano-imaging: new boundaries for optical microscopes”为题,作为封面文章发表于Opto-Electronic Advances 2018年第1期(图1)。2018年该团队设计了一套集成光学控制系统(图2(a)),其核心是将一颗透明微球悬浮于样品表面,使其充当微型透镜。光线经微球表面折射后形成放大的虚像,再由传统显微镜的物镜捕捉。通过光路反向重构技术,可对虚像的位置和放大倍数进行精准标定(图2(b))。在实际成像实验中,搭载20 μm二氧化硅微球的油浸显微镜(100倍物镜,数值孔径1.4)能清晰分辨半导体测试样品的微观特征,成像结果与扫描电子显微镜图像高度吻合(图2(c))。

图 2 (a)远程模式微球光学成像系统示意图;(b)微球放大虚像的成像机理图;(c)该系统的光学成像图(样品:半导体测试样品;比例尺:10 μm;由搭载20 μm二氧化硅微球的100倍油浸物镜显微镜(数值孔径1.4)拍摄)。插图为扫描电子显微镜成像图(比例尺:1 μm)。
为验证该系统的核心性能,研究团队研发了一款通用透镜转接器(图3(a)),将400 μm微球与传统20倍物镜集成,大幅提升了成像能力。对洋葱表皮细胞的成像实验表明,这款转接器能让20倍物镜实现媲美50倍物镜的成像效果,结合图像拼接技术,还可将视场拓展至125 μm×125 μm。该集成装置设计紧凑,机械稳定性优异。进一步的对比研究证实,搭载微球的20倍物镜成像精度与商用50倍物镜相当,且仅需对现有设备进行小幅改造,大幅降低了超分辨成像的成本门槛。
在分辨率测试中,该系统展现出了优异的纳米级成像性能。对于硅片上间隙为23~31 nm的纳米点阵列(图3(a)),传统油浸显微镜无法分辨相邻的纳米点(图3(b)),而20 μm微球则能清晰分辨出最小23 nm的间隙(图3(c))。同样,对于带有50~60 nm沟槽的复杂 “纳米玫瑰” 结构(图3(d)),传统显微镜的成像结果模糊不清(图3(e)),27 μm微球却能清晰呈现其纳米级纹理细节(图3(f))。值得关注的是,针对生产线硬盘磁头中77 nm的金属探针间隙(图3(g)),该系统实现了清晰、实时、非接触的成像(图3(i)),这是传统油浸显微镜难以完成的任务(图3(h))。

图 3 (a–c)硅片上带纳米间隙的纳米点对成像:(a)样品的扫描电子显微镜图像,标注了各纳米点对间的间隙尺寸;(b)油浸显微镜的成像结果(相邻纳米点无法清晰分辨);(c) 20 μm直径微球的成像结果(相邻纳米点清晰分离),图中虚线为截面扫描线。(d–f)复杂结构样品(“纳米玫瑰”)成像:(d)放大的扫描电子显微镜图像及尺寸标注,该结构典型线宽约 140 nm,结构间的纳米沟槽典型尺寸为50~60 nm;(e)油浸显微镜的成像结果;(f) 27 μm微球的成像结果(选用更大直径的微球,是为了让整个 “纳米玫瑰” 结构处于微球成像中心区域,插图为微球成像的放大图)。(g–i)生产线硬盘磁头成像:(g)磁头的扫描电子显微镜图像,其纳米间隙为77 nm;(h)传统油浸显微镜的成像结果;(i)微球纳米显微镜非接触模式下的成像结果。三列图像分别由扫描电子显微镜、油浸光学显微镜(100 倍,数值孔径1.4)和微球纳米显微镜拍摄。
这项具有开创性的远程模式微球纳米成像技术已通过Phaos科技实现成功商业化。凭借优异的性能和实际应用价值,该技术迅速在行业内站稳脚跟,并斩获多项重磅荣誉,先后获评 “Don’t Panic Events全球商业科技大奖” 的 “年度制造业技术颠覆者奖”、2024年《新加坡商业评论》全国商业大奖的 “制造业技术卓越奖”。其创新的技术路线、高效的产学研合作模式以及出色的市场落地效果,获得了行业专家和评审机构的高度认可。
该技术的商业化落地取得了亮眼的市场成果。2025年,Phaos科技在纽约证券交易所成功上市,在资本市场迈出关键一步。早在2022年,搭载该技术的显微镜设备年度销售额增幅就超过300%,成为光学显微镜领域增长最快的产品线之一。在设备兼容性方面,商用微球透镜转接器可直接对传统光学显微镜进行升级改造,仅需简单改装,就能让标准20倍物镜的成像性能提升至50倍物镜的水平,而成本仅为购置高端超分辨显微镜的十分之一,大幅降低了科研机构和工业用户的投入门槛。
相关报道以“OEA founding issue cover technology achieves listing on the New York stock exchange”为题,发表于Opto-Electronic Advances 2026年第3期。

光电进展
Opto-Electronic Advances (OEA,光电进展) 是一本同行评议的英文学术月刊,创刊于2018年3月,已被SCI、EI、Scopus、DOAJ、CA和ICI等数据库收录,影响因子22.4,位于JCR Q1区,中科院一区,入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊项目。由中国科学院主管,中国科学院光电技术研究所主办并出版,面向全球发行。OEA主要报道光电领域的前沿创新科研成果。期刊栏目包括原创论文、综述和快讯等,欢迎投稿!
投稿地址:
https://mc03.manuscriptcentral.com/oea
期刊官网:
https://www.oejournal.org/oea
联系邮箱:oea@ioe.ac.cn


光电期刊集群
Opto-Electronic Journals Group
敬请关注
www.oejournal.org


OE
光电
新刊筹备
总览学科发展
ROE
光电评论
新刊筹备
汇集综述评论




OEE
光电工程
提能拓展计划
中文核心
SCOPUS
关注工程应用
OEA
光电进展
卓越行动计划
SCI, EI
JIF 22.4
引领创新前沿
OES
光电科学
卓越行动计划
ESCI
SCOPUS
面向基础科学
OET
光电技术
卓越行动计划
开放投稿
聚焦核心技术




OEP
光电+
英文新刊
开放投稿
学科交叉融合
IOE
智能光电
英文新刊
开放投稿
携手智能科技
OED
光电发现
英文新刊
开放投稿
探索生命与自然
OEM
光电制造
新刊筹备
引领先进制造
编辑 | 彭诗涵 张诗杰
审核 | 杨淇名
转载或合作请联系:gdgc@ioe.ac.cn
