如今，光学显微镜是各种多学科领域中应用最广泛的方法之一，用于检查小规模的物体、生物或表面。然而，其横向分辨率从根本上受到光衍射的限制——随着对更高分辨率的需求不断增长，使用传统镜头的这一限制变得越来越关键。

在光学显微镜的最后一个成像镜头后面集成介电微球是一种很有前途的解决方案，可以显著提高横向分辨率，这一研究领域被称为微球辅助显微镜。然而，在实践中，市售介电微球的使用存在很大的局限性。

正确处理微球需要繁琐的工作流程，市售的介电微球尺寸也有限。这些挑战阻碍了微球辅助显微镜作为昂贵的显微镜解决方案(如扫描电子显微镜或原子力显微镜)的经济高效替代方案的广泛应用。

在《光：先进制造》杂志发表的一篇新论文中，来自希腊研究与技术基金会电子结构与激光研究所、赫尔辛基大学和波鸿鲁尔大学的科学家开发了一种使用基于激光的3D打印制造高质量微球的新策略。这种方法利用了多光子光刻(MPL)，可以在微米和纳米尺度上无掩模生产真正的3D结构。

此外，由于MPL的非线性特性，通过在整个打印过程中局部优化激光强度，可以显著提高其精度。通过将这种复杂的方法与先进的阴影和切片策略相结合，该团队成功制造了一个直径为20µm的微球，具有近乎完美的几何质量(λ/8)和出色的表面光滑度。

最后，微球被印在盖玻片上，盖玻片中心有一个由飞秒激光烧蚀加工而成的孔。这种经过修改的盖玻片和微球的组合构成了一个3D微型设备，可以灵活地操纵球体，并有可能将其集成到任何光学显微镜中。

使用Mirau型相干扫描干涉仪(MCSI)和分辨率为λ=0.28的校准网格评估了微球体被纳入3D微型设备后的性能。结果，微球体的光学特性超越了传统透镜在可见光下的典型分辨率极限，同时保留了MSCI的高轴向分辨率。

仅用8分钟就完成了3D微型设备的制造，包括修改盖玻片和制造球体，这充分表明了它作为现实解决方案的适用性。此外，MPL的独特功能使人们能够探索创新的微光学结构和系统，以进一步提高2D和3D光学显微镜的横向分辨率。

展望未来，科学家们强调了MPL在该领域的众多可能性，并强调其在经济高效地开发定制设计设备以提高任何光学显微镜的分辨率方面具有巨大潜力。

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