单分子取向定位显微术 I：基本极限
光学
2021-02-02 v2 图像与视频处理
仪器与探测器
量子物理
摘要
由于单分子实验中存在大量的光子散粒噪声，精确测量单个荧光团的三维位置和取向极具挑战性。面对有限的光子预算，人们已开发出多种技术，将二维和三维位置以及二维和三维取向信息编码到荧光图像中。在本工作中，我们应用经典和量子估计理论，提出了一种数学框架，以推导任意固定成像系统下测量类偶极子发射体位置和取向的最佳可能精度。我们发现，不可能设计出一种在测量所有可能旋转运动时均达到最大灵敏度极限的仪器。此外，我们的矢量偶极子成像模型表明，最佳量子极限定位精度比标量单极子模型所建议的差约 4-8%。总体而言，我们得出结论：没有任何单一仪器能够在所有可能的二维和三维定位与取向测量任务中均实现最大精度的优化。
引用
@article{arxiv.2010.04060,
title = {Single-molecule orientation localization microscopy I: fundamental limits},
author = {Oumeng Zhang and Matthew D. Lew},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04060},
year = {2021}
}