定量相位成像（QPI）是许多科学和显微镜领域的先进成像方法。它可以量化并观察透明或半透明材料中光的光程差异。利用这种无创、无标记的技术，可以了解样品内的折射率分布和厚度变化。
多光谱定量相位成像（QPI）系统在这个基本原理的基础上构建，通过在感兴趣的波长或光谱带范围内获取多个相位图像。QPI通过评估光与样品相互作用时所经历的相位偏移来获取关于样品的折射率和厚度的信息。
QPI是一种灵活的技术，可以在传统的生物医学学科之外的领域中使用，如细胞生物学、病理学和生物物理学。它在多个科学领域中都有用途，包括表面科学用于评估生物界面，材料科学用于表征光学组件、薄膜和纳米颗粒。它的能力包括研究亚细胞结构和过程，实时监测细胞生长和行为，癌症检测，病原体检测，薄膜厚度测量，光学质量评估和表面粗糙度分析。
因此，研究人员对QPI进行了深入研究，加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）电气与计算机工程系的研究人员提出了一种新的多光谱QPI设计。
这种方法使用深度学习创建宽带衍射光学网络，使得可以在单个快照中获取跨多个光谱带的定量相位图像。光学网络使用多个空间结构化的介质衍射层，每个层都有数十万个经过优化用于深度学习的透射衍射特征。
在制造出的衍射层后，光学网络将多光谱QPI信号光路到预定的空间位置处，在输出平面上进行单色焦平面阵列的强度分布测量，并提取输入对象在预定波长处的相位剖面。
这个光学网络通过深度学习优化输入对象的多光谱相位信息，将其转化为输出视场中分别空间编码每个目标光谱带的物体相位信息的不同强度分布。
QPI由两个主要组件组成。一个组件是图像前端，负责进行光学干涉以将所需的相位信息转化为可以使用数字图像传感器记录的强度级别，另一个组件是数字处理后端任务，用于根据这些信号执行必要的图像处理和定量相位图像重建。
为了测试系统的准确性，研究人员通过对新类型的前所未见的物体进行成像来验证了其能力。研究表明，这是一个多功能、通用的多光谱定量相位成像仪，适用于各种应用。