的熒光信號(hào)，衍射極限焦點(diǎn)提供z亮的熒光信號(hào)以及z高的空間分辨率坚弱。然而蜀备，只有通過自適應(yīng)光學(xué)(adaptive optics, AO)才能維持在體深度的高空間分辨率，自適應(yīng)光學(xué)可以測(cè)量和校正成像光穿過光異質(zhì)樣品時(shí)在波前積累的光學(xué)像差荒叶。AO與2PFM相結(jié)合碾阁，將校正的相位模式應(yīng)用于物鏡后瞳平面(back pupil plane)的激發(fā)波前，可以實(shí)現(xiàn)衍射極限性能些楣，并且可以在大腦表面以下數(shù)百微米處解析突觸脂凶。大腦的在體成像也需要高時(shí)間分辨率，對(duì)于大腦內(nèi)的功能成像愁茁，需要亞秒級(jí)的時(shí)間分辨率來(lái)跟上神經(jīng)元活動(dòng)的產(chǎn)生和傳播蚕钦。傳統(tǒng)的2PFM通過在三個(gè)維度上依序掃描其激發(fā)焦點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)三維成像，這導(dǎo)致體積成像速率遠(yuǎn)低于其二維 ...
術(shù)背景：超越衍射極限分辨率的光學(xué)成像技術(shù)推動(dòng)了細(xì)胞內(nèi)研究和單分子水平化學(xué)反應(yīng)研究的發(fā)展鹅很。超分辨率受激發(fā)射損耗顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)具有超高時(shí)空精度的三維成像嘶居。對(duì)于單分子檢測(cè)和定位技術(shù)，如隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡或光激活(photo-actived)定位顯微鏡,可光開關(guān)探針(photo-switchable probes)的位置定義為衍射極限點(diǎn)的中心位置促煮。多次重復(fù)成像過程邮屁，每一次對(duì)不同的隨機(jī)激活熒光團(tuán)成像，可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的重建分辨率菠齿。然而佑吝，對(duì)樣品透明性的要求，使得這些超分辨顯微鏡技術(shù)不可能用于被強(qiáng)散射介質(zhì)(如生物組織绳匀、磨砂玻璃迹蛤、粗糙墻角等)掩埋的物體民珍。這些介質(zhì)對(duì)光的吸收不強(qiáng)烈，但是擾亂了光路盗飒，產(chǎn)生像噪聲一樣的 ...
非線性抑制了衍射極限激光焦點(diǎn)不可避免的橫向和軸向拖尾嚷量，從而保證了沿所有三個(gè)空間方向的激發(fā)和后續(xù)化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵濃度。重要的是逆趣，沒有額外非線性的單光子吸收不能從根本上提供這種濃度來(lái)制造任意3D 結(jié)構(gòu)蝶溶。為了獲得有效的雙光子吸收，通常使用鎖模皮秒或飛秒激光源宣渗。盡管雙光子光刻是一項(xiàng)成熟的技術(shù)抖所，但在3D激光納米打印中使用飛秒激光器獲得有效的雙光子吸收仍有許多缺陷。首先痕囱，當(dāng)從足夠多的聚合物交聯(lián)點(diǎn)向上增加激光功率時(shí)田轧，由于三光子和四光子吸收過程以及更甚的開始，會(huì)發(fā)生微爆炸鞍恢，從而導(dǎo)致多余的高能電子態(tài)傻粘。通常，發(fā)生微爆炸的激光功率比寫入點(diǎn)高一個(gè)數(shù)量級(jí)以下帮掉。即使在寫入點(diǎn)弦悉，光刻膠中的小污染物或污垢微粒也會(huì)引發(fā)微爆炸。此類 ...
的能力蟆炊，為亞衍射極限光子器件的演示提供了誘人的基礎(chǔ)稽莉。然而，用于現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的實(shí)用且可擴(kuò)展的等離子體光電子學(xué)仍然難以捉摸涩搓。在這項(xiàng)工作中污秆，作者設(shè)計(jì)、生長(zhǎng)昧甘、制造和描述了單片集成和亞衍射極限厚度的長(zhǎng)波紅外(8-13um)探測(cè)器混狠。作者：Leland Nordin, Priyanka Petluru, ...Daniel Wasserman鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.43803913.標(biāo)題：用于高靈敏度圖像傳感器的全色分選超透鏡簡(jiǎn)介：高靈敏的圖像傳感器允許暗場(chǎng)景/超快成像。而傳統(tǒng)的圖像傳感器上的彩色濾光片阻攔了部分可檢測(cè)的光疾层。在這里将饺，作者證明了一種偏振不敏感的超表面 ...
靈敏、快速痛黎、衍射極限的成像予弧；(2)、將線掃描與多視圖成像相結(jié)合湖饱，開發(fā)可提高分辨率各向同性并恢復(fù)因散射而丟失的信號(hào)的重建算法掖蛤；(3)、采用結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)井厌，在密集標(biāo)記的厚樣品中實(shí)現(xiàn)超分辨率成像蚓庭；(4)致讥、結(jié)合深度學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高成像速度器赞、分辨率和持續(xù)時(shí)間垢袱。作者對(duì)20多個(gè)不同的固定和活樣本進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)，包括單細(xì)胞中的蛋白質(zhì)分布港柜；秀麗隱桿線蟲胚胎请契、幼蟲和成蟲的細(xì)胞核和發(fā)育中的神經(jīng)元；果蠅翅膀成蟲盤中的成肌細(xì)胞夏醉；以及小鼠腎臟爽锥、食道、心臟和腦組織等畔柔。原理解析：將多視圖成像氯夷，結(jié)構(gòu)光照明超分辨，基于深度學(xué)習(xí)的降噪靶擦、解卷積腮考、圖像分割、超分辨預(yù)測(cè)相結(jié)合奢啥，獲得具有高性能的多模成像顯微鏡秸仙。(1)成像裝置嘴拢。405nm ...
空域)桩盲，實(shí)現(xiàn)衍射極限分辨率圖像重建。（2）提出數(shù)字自適應(yīng)光學(xué)像差校正方法席吴，應(yīng)對(duì)組織成像中存在光學(xué)像差的問題赌结。利用掃描光場(chǎng)顯微鏡不同角度測(cè)量之間的差異估計(jì)像差，然后通過數(shù)字平移角度圖像校正像差孝冒。相比傳統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)柬姚，不需要波前傳感器或空間光調(diào)制器。原理解析：（1）利用小尺寸微透鏡的衍射效應(yīng)庄涡，借鑒疊層成像的原理量承，通過二維振鏡周期性的掃描像平面，以犧牲時(shí)間分辨率為代價(jià)穴店，同時(shí)獲得高的空間分辨率和角度分辨率撕捍。如圖1A和C所示。（2）如圖1B和C泣洞，不同分割孔徑上的線性相位調(diào)制對(duì)應(yīng)角度分量的空間平移忧风，使得不僅可以從角度測(cè)量之間的不一致估計(jì)空間非均勻像差，也可以通過數(shù)字平移角度圖像來(lái)校正像差球凰。這一過程稱為數(shù)字 ...
學(xué)狮腿，具有接近衍射極限的三維空間分辨率腿宰、數(shù)微米的成像深度（足以覆蓋單個(gè)細(xì)胞的大部分體積），以及毫秒級(jí)的采集時(shí)間缘厢。對(duì)于傳統(tǒng)的 LFM吃度，微透鏡陣列 (MLA) 放置在寬視場(chǎng)顯微鏡的原生像平面 (native image plane, NIP) 上，并且光學(xué)信號(hào)以欠采樣方式記錄在 MLA 后焦平面上昧绣。波動(dòng)光學(xué)模型的發(fā)展规肴，使得嚴(yán)重欠采樣的高頻空間信息可以通過對(duì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）求解卷積的方法得到一定程度的恢復(fù)，從而放寬空間和角度信息之間的權(quán)衡要求夜畴。當(dāng)前不足：當(dāng)前有兩個(gè)主要因素限制了 LFM 的更廣泛應(yīng)用拖刃。首先，LFM 的空間信息的采樣模式是不均勻的贪绘。特別是在NIP附近兑牡，信息的冗余導(dǎo)致重建時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的偽 ...
點(diǎn)定義為瑞利衍射極限1.22λf#。f-數(shù)是f#盡管瑞利分辨率是表述成像系統(tǒng)分辨率的傳統(tǒng)方法税灌。我們?cè)谶@里用它來(lái)衡量成像系統(tǒng)的自由度均函。如果一個(gè)相干成像系統(tǒng)的探測(cè)器平面最大線性尺度是Wd，則圖像可分辨的點(diǎn)數(shù)S正比于：S是系統(tǒng)的信息傳遞能力的基本限制菱涤，我們稱其為空間帶寬積(space-bandwidthproduct, SBWP)苞也。一個(gè)系統(tǒng)的空間帶寬積是一個(gè)定值。由于非相干成像系統(tǒng)的OTF是光瞳函數(shù)的自相關(guān)粘秆，所以非相干成像系統(tǒng)的空間帶寬積是4S如迟。但是后續(xù)的討論會(huì)忽略掉倍數(shù)4，因?yàn)樗鼘?duì)計(jì)算成像概念的影響很小攻走。對(duì)于即將進(jìn)行的討論殷勘，重要的是認(rèn)識(shí)到，在一個(gè)平面上使用資源來(lái)編碼信息昔搂，會(huì)降低互補(bǔ)域中資源的可用性 ...
發(fā)效率玲销，保持衍射極限焦斑，即該焦斑在時(shí)間上是傅里葉限制（脈寬的下限）的摘符。正如球差會(huì)在空間上擴(kuò)大聚焦體積并降低激發(fā)效率一樣贤斜，擴(kuò)束鏡、掃描光學(xué)系統(tǒng)和顯微鏡物鏡中的色散會(huì)延長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間逛裤，并降低脈沖質(zhì)量瘩绒。有多種策略可用于對(duì)這些光學(xué)器件的色散進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，以確保傅里葉變換極限或接近傅里葉限制的聚焦脈沖别凹。值得注意的是草讶，應(yīng)考慮補(bǔ)償方案本身的效率，以確保最終圖像中有可實(shí)現(xiàn)的增益炉菲。例如堕战，如果我們假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的方波脈沖形狀坤溃，平均檢測(cè)到的二階信號(hào)可以估計(jì)為： N:脈沖重復(fù)頻率 E:脈沖能量 ：脈沖持續(xù)時(shí)間 A:面積 。在這種情況下嘱丢，我們研究二階非線性薪介，例如 TPEF 或 SHG。值得注意的是越驻，我們看到檢測(cè)到的 ...
立一個(gè)遠(yuǎn)低于衍射極限的波前誤差汁政，SIEMONS團(tuán)隊(duì)就利用Meadowlark空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了高精度的波前控制。原理證明和實(shí)驗(yàn)顯示缀旁，在1微米的軸向范圍內(nèi)记劈，在x、y和λ的精度低于10納米并巍，在z的精度低于20納米目木。對(duì)這篇文獻(xiàn)感興趣的話可以聯(lián)系我們查閱文獻(xiàn)原文《High precision wavefront control in point spread function engineering for single emitter localization 》下面我們來(lái)具體看看是如何應(yīng)用的，以及應(yīng)用效果如何懊渡。圖2. A）SLM校準(zhǔn)分支和通過光路的偏振傳輸示意圖刽射。額外的線性偏振濾波器沒有被畫出來(lái)， ...
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