四维扫描透射电子显微镜中的量子与经典 Fisher 信息
光学
2024-08-14 v3 量子物理
摘要
我们分析了四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）中的灵敏度量子极限，该技术已成为成像多种材料（包括生物及其他辐射敏感材料）结构的热门手段。4D-STEM 是一种间接（计算）成像技术，其使用扫描束，并记录每个束位置处动量（衍射）空间的散射分布。我们发现，在测量样品静电势时，4D-STEM 的量子 Fisher 信息可与实空间相位衬度成像的量子 Fisher 信息相匹配。使用离域散斑探针可实现近乎最优的量子 Fisher 信息。然而，由于是在衍射平面探测，4D-STEM 最终仅能达到约一半的量子极限，而 Zernike 相位衬度成像对光学系统所容许的所有空间频率均可达到量子极限。另一方面，4D-STEM 可 yielding 远超相位衬度 TEM 可及的空间频率信息。我们的结论也适用于使用相干标量可见光和 X 射线的类似成像模态。
引用
@article{arxiv.2309.04701,
title = {Quantum and classical Fisher information in four-dimensional scanning transmission electron microscopy},
author = {Christian Dwyer and David M. Paganin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04701},
year = {2024}
}