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亚微米分辨率的高速全息荧光显微镜系统

2021-2-27 10:15| 发布者: vantsing| 查看: 431| 评论: 0

摘要: 图1 已开发的用于无扫描3D的高速全息荧光显微系统的概述国立信息通信技术研究所(NICT),东北大学,横滨Toin大学和日本科学技术署(JST)已成功开发出亚微米分辨率的3D无扫描高速全息荧光显微系统。该系统是基于数 ...

1 已开发的用于无扫描3D的高速全息荧光显微系统的概述

  国立信息通信技术研究所(NICT),东北大学,横滨Toin大学和日本科学技术署(JST)已成功开发出亚微米分辨率的3D无扫描高速全息荧光显微系统。该系统是基于数字全息术。

  开发的显微镜系统具有一种算法,可在不到1毫秒的时间内获取荧光对象的3D信息,实现无扫描的3D测量。使用该算法已经证明了具有亚微米分辨率的无扫描3D感测和彩色多路全息荧光成像。显微镜系统将以实现不相干光对标本的全息3-D运动图像检测为目标而进一步开发。

  这项成就在2021129日以开放获取的形式发表在《光学快报》上。

  图1所示的无扫描高速全息荧光显微系统是基于数字全息技术构建的,适用于感测非相干光,例如荧光和自然光。所开发的算法可以采用相位调制器来生成两个相位值,如此望提高测量速度。使用直径为0.2微米的荧光物体成功地证明了3-D空间的亚微米分辨率。

  图2中显示的实验结果表明,开发的显微镜系统可实现对纳米粒子的3-D感测,并且在3-D空间中具有定量的亚微米分辨率。通过将算法与硅铁电液晶(FLCOS)或电光(EO)器件配合使用,可在不到1毫秒的时间内完成无扫描3-D测量。通过将所提出的算法与计算相干叠加(CCS)相结合,还证明了采用该算法的彩色多路全息荧光成像技术,并且仅进行了四次曝光。通过算法减少了曝光次数,即使对于最终的弱光,每个全息图的光子数量也会增加。

左上:3D感测直径为0.2微米的荧光粒子的实验结果。

右上方:紫色箭头标记的重建粒子的x-z图像。

左下:沿xy轴用紫色箭头标记的粒子图。

右下:沿z轴用紫色箭头标记的粒子图。


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