■謝堅文（右二）與團隊合影。 柴婧 攝港大研發技術FACED 成像快百倍光耗減半
香港文匯報訊（記者 柴婧）激光掃描頻繁應用於保安指紋識別、3D打印、顯微鏡、醫學診斷等日常生活諸多方面，然而有關技術卻需要以機械推動反光鏡，致使掃描速度受限。香港大學電機電子工程系副教授謝堅文團隊研發新型激光掃描技術FACED，參考「無窮鏡」的多重光反射原理，讓兩片平面鏡接近完全平行，從而突破物理慣性限制，使成像速度比現有技術快逾100倍，解像度亦提升2倍至3倍，光損耗度則減少一半，並實現彩色、熒光影像。團隊並將FACED配合微流體技術，研發高解析度單細胞成像分析儀，有望能於億萬個血液細胞中，快速地分辨出極少數癌細胞，預計3年至5年後可應用於早期癌症診斷。
謝堅文團隊過去一直研究利用光纖技術發展高速激光影像掃描，而為開拓激光掃描於包括細胞層面的顯微領域應用，團隊兩年多年前獲百萬元經費開始研究利用「平行鏡」的構思並成功創出FACED技術，有關成果早前發表於《光：科學與應用》期刊。
謝堅文提到，現有的激光影像技術需要依賴機械調節反光鏡而嚴重影響速度，「而當影得愈快、解像度亦會愈差，二者不可兩全；機械亦會不穩定，影響掃描質素。」
如果採用FACED技術，每秒可掃描100萬至1,000萬行，較現有技術最高僅為每秒近10萬行，速度提升超過100倍。
仿「無窮鏡」反射原理
「FACED概念基本來自一對平行的平面鏡（又名無窮鏡）的多重光反射原理，」謝堅文解釋說：「我們技術的關鍵是兩塊鏡面不是『完全平行』而是『幾乎平行』，調出一個很微小很微小的角度（例如0.01度），再利用高速脈衝激光投射影像。」
他解釋，因為平面鏡小角度偏差，可把脈衝激光分成許多小的激光「虛擬影像」點，它們會作出不同的反射路徑和長度，產生超高速激光掃描效果，形成毋須機械推動的「全靜態」掃描激光。
而光損耗亦為以光纖作激光影像掃描的另一問題，謝堅文指，FACED技術可將光損耗減至低於50%，較過去的99.9999%少一半，而整體解像度亦可提升2倍至3倍，同時可掃描出彩色或熒光影像。
料最快3年可推出市面
他提到，FACED料可應用於醫療研究及醫學用顯微鏡等醫療範疇，如果結合微流體技術時，更可短時間內分析數以千萬計細胞，「現時激光掃描顯微鏡，掃描1千萬細胞需要240天，而FACED顯微鏡只需33分鐘便可完成。」掃描速率的提升，亦有助偵測早期癌症，例如在數十億個血液細胞中只有1個至10個癌細胞時，透過驗血分析亦可以準確診斷。
有關技術目前正申請美國專利，並剛剛開始與瑪麗醫院合作，設立應用FACED技術的醫療儀器，料經過3年至5年臨床研究後，可推出市面。
除醫療研究外，FACED亦可應用於海洋微藻等其他涉及極大量細胞領域。
團隊亦正嘗試以該技術建立龐大圖像數據庫，及利用人工智能概念，提高影像分析成效。