Институт Говарда Хьюза (HHMI) выложил в открытый доступ полную документацию на микроскоп MOSAIC — CAD-модель, спецификации и почти тысячу страниц инструкций. Система доступна по безвозмездной исследовательской лицензии.
В основе MOSAIC — лазерный блок из семи видимых лазеров мощностью от 100 до 2000 мВт (TOPTICA IBEAM-SMART и MPB 2RU-VFL). Лучи сводятся в общий пучок, проходят через акусто-оптический фильтр AOTF и подаются на SLM — пространственный модулятор света Meadowlark P1920-0635-HDMI с разрешением 1920 × 1152 пикселей. SLM отвечает за генерацию паттернов возбуждения, юстировку лазерного листа в фокальной плоскости, коррекцию аберраций и фазовую модуляцию.
Дихроичный стек на семи фильтрах разделяет многоканальный пучок на семь отдельных листов, каждый из которых попадает на свой участок SLM, а затем снова объединяется. Для отсечения лишних порядков дифракции используется маска на вращающемся стеклянном колесе с фотолитографическими шаблонами. Сканирование луча по образцу выполняется двумя гальвано-сканерами Cambridge Technology: X-сканирующий гало (60° оптического диапазона) выбирает путь луча и объектив, а Z-сканирующий гало двигает возбуждение перпендикулярно.
Для детекции в обычных режимах стоят две sCMOS-камеры Hamamatsu ORCA-Fusion или ORCA-Flash4.0 V3. Одна из них работает и как волновой фронт-сенсор Шэка–Гартмана — для этого на пути ставится матрица микролинз Edmund Optics. Для двухфотонной микроскопии (TPM) используют фемтосекундный лазер Coherent Chameleon LS II с перестройкой от 680 до 1080 нм и мощностью более 3.5 Вт. В режиме TPM сигнал собирается двумя мультипиксельными фотонными счётчиками Hamamatsu.
Система поддерживает несколько режимов: LLS (lattice light-sheet), 3D-SIM, ISM (image scanning microscopy), TPM и адаптивную оптику на основе двухфотонной опорной звезды (guide star). Коррекция аберраций — как системных, так и вносимых образцом — выполняется с помощью деформируемого зеркала ALPAO DM-69. Непрерывный автофокус удерживает совмещение лазерного листа и детекторной плоскости.
Управляет всей системой ПО на LabVIEW 2018-2022 с GUI, поддержкой мультипозиционной съёмки и пользовательских скриптов. Данные сжимаются на лету через Intel QuickAssist и сохраняются в Tiff или Zarr. Для вывода паттернов на SLM используется GPU NVIDIA (GTX Titan или RTX A6000), а аналогово-цифровыми сигналами заведует FPGA National Instruments USB-7845R OEM.