达到极限精度的光学显微镜
软凝聚态物质
2017-10-18 v1 数据分析、统计与概率
摘要
显微镜是物理和生命科学的主力工具，能生成从原子到细胞的清晰图像，远超人眼能力。然而，这些图像的分析往往仅略优于自动化人工标记。本文革新了显微镜图像分析，提取复杂显微镜图像中理论上包含的所有信息。采用一种通用的方法论途径，我们通过将实验图像与显微镜的详细光学模型拟合来提取信息，该方法称为从重建图像中提取参数（PERI）。作为原理验证，我们用胶体球的共聚焦图像演示了该方法，将粒子位置和半径的测量精度较现有方法提高了100倍，达到了理论最大精度。凭借这一前所未有的分辨率，我们仅利用光学显微镜就测量了密集悬浮液中纳米尺度的胶体相互作用，这在以前是不可能的。我们的方法具有通用性，适用从明场到电子显微镜的各种成像方法，预期分别可达到1纳米和0.1皮米的精度。
引用
@article{arxiv.1702.07336,
title = {Light Microscopy at Maximal Precision},
author = {Matthew Bierbaum and Brian D. Leahy and Alexander A. Alemi and Itai Cohen and James P. Sethna},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07336},
year = {2017}
}
备注
34 pages, 19 figures (7p 3f main text, 27p 16f appended supplemental)