基于大范围可调空间频移效应的芯片上宽场三维纳米显微术
光学
2019-06-28 v1
摘要
基于合成孔径方法的线性超分辨显微术因其宽场实现而允许快速采集，然而，当试图使用超过探测系统截止频率两倍以上的频移量时，会出现空间频带缺失，导致鬼影产生，从而限制了分辨率。在此，我们提出一种基于大范围可调空间频移效应的芯片式三维纳米显微术方法，能够覆盖宽通带内空间频率分量的全部范围。通过在波导芯片上沿多个方位角方向传播的光学模式的波矢操控和干涉操作，开发一种空间频移主动调谐方法，可以有效解决空间频率缺失的问题。此外，该方法包含基于荧光团饱和吸收的芯片式层切能力。通过引入超大传播有效折射率，可在不牺牲时间分辨率和视场的情况下实现纳米级分辨率。在 GaP 波导材料上的成像展示了 lamda/10 的横向分辨率，超过阿贝衍射极限 5.4 倍，以及使用 0.9 NA 探测物镜时 lamda/19 的轴向分辨率。假设传播有效折射率为 10 的仿真展示了 lamda/22 的横向分辨率，其中直接频移分量与零级分量之间的巨大间隙被完全填充，以确保深亚波长可分辨性。这意味着，通过添加一个可量产且成本效益高的空间频移照明芯片，使用标准显微镜即可实现快速的宽场三维深亚衍射可视化。
引用
@article{arxiv.1906.11647,
title = {Wide-field 3D nanoscopy on chip through large and tunable spatial-frequency-shift effect},
author = {Xiaowei Liu and Chao Meng and Xuechu Xu and Mingwei Tang and Chenlei Pang and Yaoguang Ma and Yaocheng Shi and Qing Yang and Xu Liu and Clemens F. Kaminski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11647},
year = {2019}
}
备注
5 figures