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研究进展:超分辨-亚波长成像 | Nature Physics

今日新材料  · 公众号  ·  · 2025-02-23 18:50

正文

利用自由传播波,两个或多个不断散射的相同点源分辨,受制于衍射限制。

近日,德国 马克斯·普朗克多学科科学研究所(Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences)Thomas A. Hensel,Stefan W. Hell等,在Nature Physics上发文,报道了利用衍射最小值进行照明,可以在小部分波长的距离上,分辨出一定数量的点散射体。

具体来说,确定了光学显微镜焦平面上,两个持续发光的荧光分子之间 8 nm 距离,相当于所用 640 nm 波长的1/80。还测量了四个分子组成二次阵列的 22 nm 边长。

还发现,测量精度随着距离的减小和散射体密度的增加而提高。这项工作,有助于分辨率远小于波长的团簇中单个散射体。

Diffraction minima resolve point scatterers at few hundredths of the wavelength.

衍射极小值,可以分辨出几百分之一波长的点散射体。


图 1:利用光的衍射最大值与衍射最小值,以分辨两个非弹性点散射体。

图 2:在 N = 100 个检测光子的情况下,利用衍射最大值或衍射最小值,探测两个点散射体的理论定位精度。

图 3: 利用照明强度最小值进行 (x,y) 扫描,测量两个同时发射的荧光分子之间距离。

图 4: 分辨两个持续发光的荧光分子的距离,最小可达 8 纳米。

图 5:两个移动荧光团的不间断分辨和定位。

图 6:对多个同时发射的荧光团进行子衍射定位。






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