据中国激光杂志社网，于2026年08月07日报道，周仁杰：从“芯片体检”到“细胞照相”，用一束光照见生命与材料的隐微世界。
作者介绍
Author's Introduction
周仁杰，香港中文大学生物医学工程学系创系成员之一，中国激光杂志社香港分社副秘书长，Photonics Research 编委。本科毕业于华中科技大学光电信息工程专业，后于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（UIUC）获得电机与计算机工程学博士学位，并在麻省理工学院（MIT）G. R. Harrison 光谱实验室从事博士后研究。长期致力于无标记显微成像、定量相位显微（QPM）与光学衍射层析成像（ODT）的基础研究与应用转化，面向生物医学成像、半导体晶圆检测、智能成像算法等前沿方向开展交叉探索。在Nature Photonics、Advanced Photonics、Photonics Research等光学期刊发表论文多篇，并共同创办深圳市倍捷锐生物医学科技有限公司，推动国产活细胞分析仪的自主研发与产业化，致力于推动无标记光学成像从基础原理走向生物医学与工业检测应用。
“我如果博士毕业了，我花了几年心血搭起来的光学系统可能再也没人用了，那对政府或企业投入的经费而言，不是最好的回馈。”采访中，周仁杰这样解释他当年为什么一定要把实验室里的显微镜做成产品。
从华中科技大学光电系的本科训练，到UIUC博士阶段用定量相位成像识别纳米级的晶圆缺陷，再到MIT做博士后，最终来到香港中文大学成为生物医学工程系七位创系成员之一，周仁杰的科研轨迹看似横跨半导体检测、生物医学成像、智能算法与产业转化多个领域，但始终围绕一件事：用光学的相位信息，测量微小的变化。
结缘相位：儿时好奇与光学的十字路口
周仁杰对细胞的兴趣可以追溯到儿时。他坦言自己从小对生命现象充满好奇，但生物成绩一直不算突出。真正把他领进科研大门的，是本科在武汉“中国光谷”的华中科技大学光电系。在那里，量子、波粒二象性、量子光学这些概念，让他第一次意识到：光本身就是一个足够深邃的世界。
硕士阶段，他扎进光纤激光器的研发，积累了扎实的实验与理论功底。到了2010年前后，定量相位成像进入了他的视野。这个技术利用激光干涉获取样品的相位信息，无需荧光标记，既能看到活细胞，也能检测晶圆和原子材料：“不挑样品”的特性让QPM拥有极强的交叉属性。
在他看来，过去做光纤激光器时学科交叉的碰撞还没有如此剧烈；但定量相位成像让他每一次与不同领域的合作者交流，都能学到全新的知识，并衍生出新的物理问题。这份持续的新鲜感，让他在这个方向上一做就是十五年，至今仍然兴致盎然。
一堂课、一部手机与一个纳米级突破
博士期间，周仁杰接了一个“硬骨头”：课题来自美国半导体联盟，目标是把定量相位成像技术应用到面向先进制程的晶圆缺陷检测上。实验室系统在理想模型里灵敏度足够高，可是放到真实的芯片样品上，背景噪声和不均匀性直接把目标缺陷淹没。他回忆，那段时间每天睁眼就在想：怎么才能看见那个缺陷？
转机来得很突然。一天，他在从芝加哥回香槟的飞机上，看到窗外远处云朵下周期排列的玉米地和其间镶嵌的房子，联想到不久前上的一门图像处理课，黄煦涛教授讲到Canny边缘检测算法。几乎同时，他脑海里冒出了另一个东西：自己iPhone手机上刚推出的全景拼图功能。这两个看似毫不相关的概念，与定量相位成像的干涉原理在那一瞬间产生了奇妙的化学反应。他意识到，把图像拼接、边缘检测的算法思路引入到相位成像的数据处理中，或许能解决这个难题。
经过反复尝试，这个方法成功让系统识别出了原本淹没在噪声里的纳米级缺陷。这项工作后来以Detecting 20 nm Wide Defects in Large Area Nanopatterns Using Optical Interferometric Microscopy 为题发表于Nano Letters 。
与这个“工业难题”并行的，是另一段让他至今提起仍会兴奋的经历。同一时期，他作为主要理论贡献者参与的研究 White-light diffraction tomography of unlabelled live cells 发表于Nature Photonics 。让他感触最深的不是期刊的光环，而是建模过程中的一种“打通感”：本科和研究生教材里的傅里叶光学、三维傅里叶变换，甚至高等数学中的雅可比变换，竟然全都能够原原本本地用到实验室最新开发的显微成像系统上，去解释它的三维成像能力。那种课本知识与前沿科学突然连接起来的瞬间，让他至今记忆犹新。
从“不以为然”到“非做不可”——一场跨越20年的观念转型
产业化这条路，周仁杰并非一开始就走得毫不犹豫。他回忆，读本科时周围有一种观念，觉得创业是找不到工作才会去做的事情。这个想法在他赴美留学后被逐渐改变。在美国他发现，光学领域的很多资深教授都有自己的小公司，做的可能是激光器，可能是某个光学器件。在他看来，这就是成果转化的路径。
真正让他下定决心把技术推向市场的，是博士毕业时突如其来的感触：几年心血搭起来的光学系统，自己博士毕业后大概率不会再有人使用，甚至不会再有人记得。他逐渐意识到，政府或企业投入经费支持的博士项目，回馈不能只是一篇论文，而是让技术变成可复制、可传播的产品，真正交到用户手里。
在MIT做博士后期间，周仁杰遇到了一位极其互补的伙伴。孙瑞，波士顿大学生物医学工程背景，正在寻找先进的光学技术来探索生命问题；而周仁杰恰恰是研究光散射和相位成像的。两人经熟人介绍认识，聊下来很有共鸣。他们甚至还没注册公司，就凭一个想法参加了在旧金山SPIE Photonics West的创业大赛，一路闯进了半决赛。他回忆，那是十多年前的事了，当时评审给了非常正面的反馈，很受鼓舞。
2019年，倍捷锐科技有限公司在深正式落地。最初几年的发展，公司受到香港中文大学，香港创新科技署大学科技初创企业资助计划，以及香港科学园科技培育计划的大力支持。团队很快意识到一个关键问题：不能硬把“定量相位成像”这个相对陌生的技术概念直接推给生物实验室的用户。他们需要的是有对标对象的产品。于是团队将无标记相位成像和AI自动化分析能力，融入到了生物实验室已经熟悉的高内涵活细胞分析仪中，同时兼容明场和荧光成像模块。
光学系统跑通只是第一步。真正的难点在于供应链的打磨与一致性的把控。倍捷锐的产品实现了100%自主研发、100%国产化，但这个过程付出了大量努力。从2019年进驻深圳到产品真正打磨成熟，花了将近五年。中间经历了疫情，公司搬了三次地方，从南山区一路搬到光明科学城。倍捷锐围绕核心光路模块、自动化平台、环境控制、AI分析软件和整机集成持续迭代，如今，这套系统可在不到10分钟内完成96孔板扫描，速度居于同行前列，并配备大范围拼图算法和自动化分析功能。目前产品已完成产业化样机开发并进入实际应用阶段，具备无标记活细胞自动化成像、高通量采集、细胞分割计数、细胞分类、细胞追踪和AI分析能力，并已在高校和工业客户中形成早期交付与应用验证。其应用场景广泛覆盖生命科学研究、生物医药研发与细胞工艺质控等领域，包括药物筛选、细胞株开发、抗体生产、细胞治疗质控、干细胞研究、类器官分析等方向。
创系七人之一：在香港中文大学开辟“无人区”
博士后阶段，周仁杰原想尝试多光子激发显微镜等新光学成像方向，但导师Peter T. C. So教授邀请他继续深入QPM与ODT成像的主线。这段经历让他更加确信：光学显微镜不能只停留在实验室，必须真正嵌入到生物学的真实问题中去。
来到香港中文大学后，学校正在筹建生物医学工程学系（BME）。周仁杰作为电子工程学系成员，同时参与BME的创建，成为七位创系成员之一。他回忆，当时BME这个方向覆盖面很广，做生物和材料的有、做生物传感和医疗机器人的也有，但生物成像方面只有他一个人。
“一个人”既意味着孤独，也意味着自由。他决定把实验室的重心从培养皿中的活细胞分析，向更艰难的活体组织成像延伸。在他看来，如果技术最终要惠及每一个人，就必须能用到人体上，解决诊断和治疗的问题。活体组织意味着更强的光散射、更复杂的运动伪影、更微弱的信号，每一项都在挑战现有技术的极限。
经过多年攻关，团队在成像深度和分辨率上接连取得突破。近年来，团队在活体组织成像方向取得阶段性突破。周仁杰的目标更远：他希望把测量精度推到飞米量级，去观测量子材料中的微妙现象；同时将无标记成像的深度突破到毫米量级，在亚微米分辨率下直接观察活体组织中的细胞及其力学特性。他期望最终能实现真正的无标记人体诊断设备。
“吹牛”成真的光学预言——我与中国激光杂志社的七年缘分
周仁杰与中国激光杂志社的缘分，始于2018年前后。当时，Photonics Research（PR）的编委梁晋阳教授赴香港交流，向他推荐了这本期刊。他坦言当时对PR还不算了解，但还是把课题组独立完成的第一篇工作投了过去。那是一台便携式定量相位显微镜相关的文章，发表于2020年Photonics Research 第8卷第7期（Portable quantitative phase microscope for material metrology and biological imaging，目前在中国光学期刊网和Researching平台已被下载1000余次）。这是他与中国激光杂志社的第一次正式交集。
更让他印象深刻的是2019年。那年8月，他第一次参加中国激光杂志社在西安主办的CIOP会议，在西安机场翻看杂志社赠送的样刊，那是一本崭新的期刊—— Advanced Photonics ，创刊第一年，还没有影响因子。封面文章正好是同行费鹏教授的工作。他当时就觉得这本期刊质量很高，将来一定会有很好的发展。
这个印象在2020年发挥了作用。团队完成了一项关于高时空分辨合成孔径相位显微的关键进展，学生们有些犹豫，期刊还没有影响因子，要不要投？周仁杰鼓励学生投过去，认为这本期刊的潜力和影响力将来一定会超过很多传统光学刊物。结果文章发表后，Advanced Photonics 迅速成长为光学领域具有重要影响力的期刊，也印证了他当时的判断。
这两段经历让周仁杰对杂志社建立了深厚的信任。2023年，杂志社团队到访香港中文大学，周仁杰热心地当起了“东道主”，邀请学院多位同事一起来交流。后来，香港理工大学赖溥祥教授邀请他出任中国激光杂志社香港分社副秘书长。他几乎没有犹豫就答应了，因为他感受到杂志社早已把他当成了“自己人”。
他持续通过公众号关注杂志社旗下期刊的动态，包括Advanced Photonics、Photonics Research、Chinese Optics Letters 等。他期待香港分社能成为连接内地与香港、乃至国际青年光学学者的桥梁。从他的第一篇Photonics Research 到那篇“预言成真”的 Advanced Photonics，再到如今再到如今参与香港分社建设和相关学术交流活动，这段缘分还在继续生长。
代表性论文：
1. Taewoo Kim†, Renjie Zhou†, Mustafa Mir, S. Derin Babacan, P. Scott Carney, Lynford L. Goddard, and Gabriel Popescu*, "White-light diffraction tomography of unlabelled live cells," Nature Photonics 8(3), 256-263 (2014).
2. Renjie Zhou, Chris Edwards, Amir Arbabi, Gabriel Popescu, and Lynford L. Goddard*, "Detecting 20 nm Wide Defects in Large Area Nanopatterns Using Optical Interferometric Microscopy," Nano Letters 13(8), 3716-3721 (2013).
3. Basanta Bhaduri, Chris Edwards, Hoa Pham, Renjie Zhou, Tan H. Nguyen, Lynford L. Goddard, and Gabriel Popescu*, "Diffraction phase microscopy: principles and applications in materials and life sciences," Advances in Optics and Photonics 6(1), 57 (2014).
4. Mengxuan Niu, Gang Luo, Xin Shu, Fuyang Qu, Shuang Zhou, Yi-Ping Ho, Ni Zhao, and Renjie Zhou*, "Portable quantitative phase microscope for material metrology and biological imaging," Photonics Research 8(7), 1253 (2020).
5. Cheng Zheng, Di Jin, Yanping He, Hongtao Lin, Juejun Hu, Zahid Yaqoob, Peter T. C. So, and Renjie Zhou*, "High spatial and temporal resolution synthetic aperture phase microscopy," Advanced Photonics 2(6), 065002 (2020).
