FiND：基于少样本的无成像共聚焦点状发射体三维聚焦
光学
2023-11-14 v1 生物物理
量子物理
摘要
共聚焦荧光显微镜被广泛用于研究点状发射体，如生物分子、材料缺陷和量子光源。共聚焦技术提供了更高的光学分辨率、显著的荧光背景抑制以及亚纳米级定位能力，可用于荧光生物标志物的超分辨成像、单分子追踪或量子发射体的表征。然而，共聚焦显微镜一直缺乏快速、抗噪声的自动化三维点状发射体聚焦方法。在此，我们提出 FiND（Focusing in Noisy Domain，噪声域聚焦），一种无需成像、无需训练的三维聚焦框架，不需要任何硬件附加或改装。FiND 在信噪比低至 1 时实现聚焦，在信噪比高于 5 时以少样本操作实现聚焦。FiND 能够对异质量子发射体集合进行无监督的大规模聚焦。此外，我们通过以 < 10 nm 的位置精度无限跟踪单个 NV 中心的漂移轨迹，展示了 FiND 用于实时三维追踪的潜力。我们的结果表明，FiND 是一种可用于生物、材料科学和量子光学中点状发射体可扩展分析的有用聚焦框架。
引用
@article{arxiv.2311.06479,
title = {FiND: Few-shot three-dimensional image-free confocal focusing on point-like emitters},
author = {Swetapadma Sahoo and Junyue Jiang and Jaden Li and Kieran Loehr and Chad E. Germany and Jincheng Zhou and Bryan K. Clark and Simeon I. Bogdanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06479},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 7 figures