的荧光信号，衍射极限焦点提供z亮的荧光信号以及z高的空间分辨率。然而，只有通过自适应光学(adaptive optics, AO)才能维持在体深度的高空间分辨率，自适应光学可以测量和校正成像光穿过光异质样品时在波前积累的光学像差。AO与2PFM相结合，将校正的相位模式应用于物镜后瞳平面(back pupil plane)的激发波前，可以实现衍射极限性能，并且可以在大脑表面以下数百微米处解析突触。大脑的在体成像也需要高时间分辨率，对于大脑内的功能成像，需要亚秒级的时间分辨率来跟上神经元活动的产生和传播。传统的2PFM通过在三个维度上依序扫描其激发焦点来实现三维成像，这导致体积成像速率远低于其二维 ...
术背景：超越衍射极限分辨率的光学成像技术推动了细胞内研究和单分子水平化学反应研究的发展。超分辨率受激发射损耗显微镜可以实现具有超高时空精度的三维成像。对于单分子检测和定位技术，如随机光学重建显微镜或光激活(photo-actived)定位显微镜,可光开关探针(photo-switchable probes)的位置定义为衍射极限点的中心位置。多次重复成像过程，每一次对不同的随机激活荧光团成像，可以实现纳米级的重建分辨率。然而，对样品透明性的要求，使得这些超分辨显微镜技术不可能用于被强散射介质(如生物组织、磨砂玻璃、粗糙墙角等)掩埋的物体。这些介质对光的吸收不强烈，但是扰乱了光路，产生像噪声一样的 ...
非线性抑制了衍射极限激光焦点不可避免的横向和轴向拖尾，从而保证了沿所有三个空间方向的激发和后续化学反应的关键浓度。重要的是，没有额外非线性的单光子吸收不能从根本上提供这种浓度来制造任意3D 结构。为了获得有效的双光子吸收，通常使用锁模皮秒或飞秒激光源。尽管双光子光刻是一项成熟的技术，但在3D激光纳米打印中使用飞秒激光器获得有效的双光子吸收仍有许多缺陷。首先，当从足够多的聚合物交联点向上增加激光功率时，由于三光子和四光子吸收过程以及更甚的开始，会发生微爆炸，从而导致多余的高能电子态。通常，发生微爆炸的激光功率比写入点高一个数量级以下。即使在写入点，光刻胶中的小污染物或污垢微粒也会引发微爆炸。此类 ...
的能力，为亚衍射极限光子器件的演示提供了诱人的基础。然而，用于现实世界应用的实用且可扩展的等离子体光电子学仍然难以捉摸。在这项工作中，作者设计、生长、制造和描述了单片集成和亚衍射极限厚度的长波红外(8-13um)探测器。作者：Leland Nordin, Priyanka Petluru, ...Daniel Wasserman链接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.43803913.标题：用于高灵敏度图像传感器的全色分选超透镜简介：高灵敏的图像传感器允许暗场景/超快成像。而传统的图像传感器上的彩色滤光片阻拦了部分可检测的光。在这里，作者证明了一种偏振不敏感的超表面 ...
灵敏、快速、衍射极限的成像；(2)、将线扫描与多视图成像相结合，开发可提高分辨率各向同性并恢复因散射而丢失的信号的重建算法；(3)、采用结构光照明显微技术，在密集标记的厚样品中实现超分辨率成像；(4)、结合深度学习，进一步提高成像速度、分辨率和持续时间。作者对20多个不同的固定和活样本进行成像实验，包括单细胞中的蛋白质分布；秀丽隐杆线虫胚胎、幼虫和成虫的细胞核和发育中的神经元；果蝇翅膀成虫盘中的成肌细胞；以及小鼠肾脏、食道、心脏和脑组织等。原理解析：将多视图成像，结构光照明超分辨，基于深度学习的降噪、解卷积、图像分割、超分辨预测相结合，获得具有高性能的多模成像显微镜。(1)成像装置。405nm ...
空域)，实现衍射极限分辨率图像重建。（2）提出数字自适应光学像差校正方法，应对组织成像中存在光学像差的问题。利用扫描光场显微镜不同角度测量之间的差异估计像差，然后通过数字平移角度图像校正像差。相比传统的自适应光学，不需要波前传感器或空间光调制器。原理解析：（1）利用小尺寸微透镜的衍射效应，借鉴叠层成像的原理，通过二维振镜周期性的扫描像平面，以牺牲时间分辨率为代价，同时获得高的空间分辨率和角度分辨率。如图1A和C所示。（2）如图1B和C，不同分割孔径上的线性相位调制对应角度分量的空间平移，使得不仅可以从角度测量之间的不一致估计空间非均匀像差，也可以通过数字平移角度图像来校正像差。这一过程称为数字 ...
学，具有接近衍射极限的三维空间分辨率、数微米的成像深度（足以覆盖单个细胞的大部分体积），以及毫秒级的采集时间。对于传统的 LFM，微透镜阵列 (MLA) 放置在宽视场显微镜的原生像平面 (native image plane, NIP) 上，并且光学信号以欠采样方式记录在 MLA 后焦平面上。波动光学模型的发展，使得严重欠采样的高频空间信息可以通过对点扩散函数（PSF）求解卷积的方法得到一定程度的恢复，从而放宽空间和角度信息之间的权衡要求。当前不足：当前有两个主要因素限制了 LFM 的更广泛应用。首先，LFM 的空间信息的采样模式是不均匀的。特别是在NIP附近，信息的冗余导致重建时产生严重的伪 ...
点定义为瑞利衍射极限1.22λf#。f-数是f#尽管瑞利分辨率是表述成像系统分辨率的传统方法。我们在这里用它来衡量成像系统的自由度。如果一个相干成像系统的探测器平面最大线性尺度是Wd，则图像可分辨的点数S正比于：S是系统的信息传递能力的基本限制，我们称其为空间带宽积(space-bandwidthproduct, SBWP)。一个系统的空间带宽积是一个定值。由于非相干成像系统的OTF是光瞳函数的自相关，所以非相干成像系统的空间带宽积是4S。但是后续的讨论会忽略掉倍数4，因为它对计算成像概念的影响很小。对于即将进行的讨论，重要的是认识到，在一个平面上使用资源来编码信息，会降低互补域中资源的可用性 ...
发效率，保持衍射极限焦斑，即该焦斑在时间上是傅里叶限制（脉宽的下限）的。正如球差会在空间上扩大聚焦体积并降低激发效率一样，扩束镜、扫描光学系统和显微镜物镜中的色散会延长脉冲持续时间，并降低脉冲质量。有多种策略可用于对这些光学器件的色散进行预补偿，以确保傅里叶变换极限或接近傅里叶限制的聚焦脉冲。值得注意的是，应考虑补偿方案本身的效率，以确保最终图像中有可实现的增益。例如，如果我们假设一个简单的方波脉冲形状，平均检测到的二阶信号可以估计为： N:脉冲重复频率 E:脉冲能量 ：脉冲持续时间 A:面积 。在这种情况下，我们研究二阶非线性，例如 TPEF 或 SHG。值得注意的是，我们看到检测到的 ...
立一个远低于衍射极限的波前误差，SIEMONS团队就利用Meadowlark空间光调制器实现了高精度的波前控制。原理证明和实验显示，在1微米的轴向范围内，在x、y和λ的精度低于10纳米，在z的精度低于20纳米。对这篇文献感兴趣的话可以联系我们查阅文献原文《High precision wavefront control in point spread function engineering for single emitter localization 》下面我们来具体看看是如何应用的，以及应用效果如何。图2. A）SLM校准分支和通过光路的偏振传输示意图。额外的线性偏振滤波器没有被画出来， ...
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