宽场光学显微镜中的亚纳米定位精度

定位显微镜中精度即精度极限的普遍假设，以及光学显微镜通常缺乏全面校准，导致了一个广泛存在的问题——对具有纳米级统计不确定度的测量结果过度自信，而这些结果可能因微米级系统误差而无效。在本文中，我们针对这一被低估的问题提出了全面的解决方案。我们研制出亚分辨孔径阵列，作为首批参考物质，可在亚毫米视场内实现接近原子尺度的定位误差。我们提出了利用孔径阵列校准显微镜系统的新方法，并发展了达到参考物质精度极限的像差校正方法。我们校正并配准了多色定位数据，并以同等精度测试了不同发光源，表明我们的参考物质和校准方法具有普遍适用性。作为新测量能力的首个应用，我们引入了临界尺寸定位显微镜的概念，便于对纳米加工工艺进行测试并对孔径阵列进行质量控制。作为第二个应用，我们应用这些稳定参考物质来解答关于常用作基准标记的荧光纳米颗粒表观不稳定性的开放问题。我们的研究为宽场光学显微镜中的亚纳米定位精度奠定了基础。