Funnelling super-resolution STED microscopy through multimode fibres
Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Institute of Scientific Instruments of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院科学仪器研究所）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；University Hospital Jena（耶拿大学医院）；Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford（牛津大学韦瑟尔分子医学研究所）；Jena Center for Soft Matter（耶拿软物质中心）
本研究通过多模光纤结合相关性，实现了超分辨率STED显微镜的亚微米分辨率提升，突破了传统成像的深度限制。
2025-12-23 physics.optics
Nanoparticle-assisted STED nanoscopy with gold nanospheres
我们证明了受激发射耗尽（STED）显微镜与20 nm的金纳米球涂覆荧光二氧化硅。与先前的STED与混合等离子体荧光标记的演示相比，当前的实现提供了一个更小的标记和更好的分辨率提高高达2.5倍，超出共聚焦显微镜的衍射极限。这是在比仅基于染料的常规STED低约2倍的强度下并且在水性环境中实现的，证明了与生物成像的相关性。最后，我们还显示，在这种情况下，第一次在光漂白率降低3倍相比，标准的染料为基础的STED，从而使更明亮的图像。
2016-10-31 physics.bio-ph physics.optics
Super-resolution microscopy of single rare-earth emitters
利用受激发射耗尽（STED）显微镜对钇铝石榴石（YAG）晶体中的稀土单发射中心（三价铈）进行了超分辨成像。实现的全光学分辨率为$\approx$ 80 nm。对金刚石中的H3色心也得到了类似的结果，分辨力为$\approx$ 60nm。在这两种情况下，STED分辨率的提高比耗尽光束强度的平方根倒数慢。这是由激发态吸收（ESA）和发射体与其附近的非荧光晶体缺陷的相互作用引起的。
2017-10-04 physics.optics
Stimulated Emission Depletion Microscopy with Color Centers in Hexagonal Boron Nitride
受激发射耗尽或STED显微术是一种成熟的超分辨率技术，但最终受到所选荧光团的限制。在这里，我们展示了STED显微镜与色心在纳米级薄片的六方氮化硼使用时间选通连续波STED。对于在580 nm附近具有零声子线发射的色心，我们测量了（5.5 $\pm$ 3.2）x $10^{-17} \mbox{cm}^{2}$的STED截面，实现了$\sim$ 50 nm的分辨率，并分辨了相隔250 nm的两个色心，这小于衍射极限。所实现的分辨率是有限的物镜（0.8）和可用的激光功率的数值孔径，我们预测，子10 nm的分辨率可以实现与油浸物镜，类似于国家的最先进的金刚石中的氮空位中心获得的分辨率。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stimulated emission depletion microscopy with diamond silicon-vacancy centers
受激发射耗尽（STED）显微镜中的空间分辨率和荧光信号幅度受到可用荧光团的光稳定性的限制。在这里，我们表明，带负电荷的硅空位（SiV）中心的金刚石是很有前途的荧光团STED显微镜，由于其光稳定，近红外发射和有利的物理性能。利用自制的脉冲STED显微镜，在室温下对金刚石块体中浅注入的SiV心进行了成像。发现对于765-800 nm光的SiV受激发射截面为（4.0 +/- 0.3）x 10^（-17）cm ^2，其比带负电荷的金刚石氮空位中心的截面大大约2-4倍，并且接近常用的有机染料分子的截面。我们对孤立的SiV中心进行了STED显微镜检查，并观察到89 +/- 2 nm的横向半峰全宽光斑尺寸，受到低可用STED激光脉冲能量（0.4 nJ）的限制。对于5 nJ的脉冲能量，分辨率预期为~20 nm。我们表明，目前的显微镜可以解决SiV中心分离<150 nm，不能通过共聚焦显微镜解决。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.optics
Saturated absorption competition microscopy
我们介绍的概念，饱和吸收竞争（SAC）显微镜作为一种手段，提供亚衍射空间分辨率的荧光成像。与受激发射和自发发射之间的竞争后的过程中使用的受激发射耗尽（STED）显微镜，SAC显微镜打破了衍射极限，强调竞争前的过程中发生的荧光吸收阶段的方式，股份与基态耗尽（GSD）显微镜的相似性。此外，与STED和GSD显微镜不同，SAC显微镜仅利用单个连续波激光二极管和比STED小约20倍的照明强度，从而降低了复杂性和成本。我们的方法可以在共聚焦显微镜中物理实现，通过将输入激光源分成时间调制的主激发光束和甜甜圈形饱和光束，随后采用零差检测方案来选择调制的荧光信号。在这里，我们提供了SAC的物理化学模型，并通过概念验证实验证明了~ λ/6的横向空间分辨率。
2017-01-23 physics.bio-ph physics.optics
Plasmonic nanoprobes for stimulated emission depletion microscopy
等离子体纳米粒子由于局部增强了照明辐射和光子态密度而影响附近发射体的吸收和发射过程。在这里，我们使用金属纳米粒子的等离子体共振，以提高超分辨显微镜激发分子的受激损耗。我们证明了受激发射耗尽（STED）显微镜与金纳米棒的长轴只有26 nm和8 nm的宽度，提供了一个增强的分辨率相比，荧光只有探针没有等离子体成分照射相同的耗尽功率。这些新的纳米粒子辅助STED探针代表了一个约2x10^3减少探针体积相比，以前使用的纳米粒子，我们证明了它们的应用程序的第一等离子体辅助STED细胞成像。我们也讨论了它们目前的局限性。
2016-10-05 physics.chem-ph physics.optics
Anisoplanatic adaptive optics in parallelized laser scanningmicroscopy
生物样品折射率的不均匀性会在显微镜系统中引入相位畸变，严重影响图像质量。可以采用自适应光学来校正相位像差并提高图像质量。然而，传统的自适应光学只能校正整个视场的单个相位像差（等晕校正），而由于生物组织的三维性质，显微镜中的样本引起的像差通常在整个视场中变化（非等晕像差），从而显著限制了自适应光学的有效性。本文提出了一种新的激光扫描共焦显微镜像差校正方法，即利用空间光调制器在样品中产生多个激发点，使其同时扫描视场的不同部分，并进行完全独立的校正，从而实现对样品引起的像差的各向异性补偿。该方法在150 μm厚的果蝇全脑中进行了测试，与传统的等晕自适应光学相比，该方法在分辨率和清晰度上有了显着的提高。
2018-09-20 physics.optics
Nonlinear focal modulation microscopy
在这里，我们报告的非线性焦点调制显微镜（NFOMM），以实现超分辨率成像。放弃了先前通过直接缩小（例如，最小化Airyscan，Zeiss中的检测针孔）或通过间接剥离其外部轮廓（例如，在逐点扫描的情况下，耗尽STED（受激发射显微术）中的外发射区，我们坚持更一般的基础--最大化系统频移能力。在NFOMM中，我们通过应用具有高强度照明的相位调制来实现非线性焦点调制，从而扩展用于重建超分辨图像的成像系统的有效空间频率带宽。NFOMM采用空间光调制器（SLM）来辅助图案调制逐点扫描，使系统成为单光束路径，同时在成像荧光纳米颗粒上实现60 nm的横向分辨率。在探索一个相对简单和灵活的系统时，NFOMM的成像性能与STED相当，如在成像核孔复合物中所证明的，表明NFOMM是生物学基础研究的合适的观察工具。由于NFOMM是作为现有激光扫描显微镜的附加模块实现的，并且易于对齐，我们预计它将被生物界迅速采用。
2017-11-04 physics.bio-ph physics.optics
Localizing axial dense emitters based on single-helix point spread function and deep learning
针对 BB-STED 仅有二维投影、缺乏真实轴向分辨率的问题，提出利用 SH-PSF 编码轴向信息并结合深度学习定位密集发射体深度，在仿真和实验中分别达到约 35 nm 与 63 nm 轴向精度。
2024-03-05 physics.optics
Dual-Comb Photothermal Microscopy
提出基于中红外双梳激光器的并行化光热显微方法，实现数百波长同时测量与高速无标记超分辨红外成像，克服了单波长法的速度局限。
2024-09-24 physics.optics
Parallelized aperture synthesis using multi-aperture Fourier ptychographic microscopy
我们报告了一种新的显微镜平台，称为多孔径傅立叶重叠关联显微镜（MA-FPM），能够实现千兆像素复杂的现场图像与大的数据采集带宽-千兆像素每秒。MA-FPM是一种合成孔径技术-使用物镜阵列和倾斜移位照明来合成高分辨率、宽视场图像。这里，使用傅立叶重叠关联（FP）算法来恢复相位，这与使用全息测量的常规光学合成孔径技术不同。由于多个目标的并行数据采集能力提供了前所未有的带宽，使在扩展景深的高速体外过程的成像。在这里，我们提出了一个概念验证实验，证明了高质量的成像性能，尽管使用九倍少的照明角度相比，一个等效的FP设置。校准程序和重建算法的开发，以解决多个成像系统的挑战。我们的技术为研究细胞培养提供了一种新的成像工具，为这些过程提供了新的见解。
2018-06-06 eess.IV physics.ins-det physics.optics
Circumventing the optical diffraction limit with customized speckles
散斑图案已经广泛地用于成像技术中，诸如鬼成像、动态散斑照明显微术、结构照明显微术和光声波动成像。控制散斑的统计特性的能力的最新进展已经使得能够针对特定成像应用定制散斑图案。在这项工作中，我们设计和创建特殊的散斑图案的并行非线性图案照明显微镜的基础上荧光光开关。我们提出了一个原理验证的实验演示，我们获得的空间分辨率比我们的设置中的照明光学器件的衍射极限高三倍。此外，我们表明，定制散斑大大优于标准散斑。我们的工作表明，定制的散斑是一个强大的工具，在并行化的超分辨率显微镜。
2021-01-23 physics.bio-ph physics.optics
Parallelized computational 3D video microscopy of freely moving organisms at multiple gigapixels per second
本文提出 3D-RAPID 计算显微镜，通过 54 台相机同步阵列实现每秒超 5 千兆像素的高速三维成像，并利用自监督 CNN 重建算法对自由运动生物进行并行化三维行为观测。
2023-01-19 eess.IV physics.bio-ph physics.optics
Structured beam controlled super-resolution in quantum dots via rapid adiabatic passage
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文研究了基于快速绝热传递的超分辨率显微镜在双能级量子点系统中的应用，通过结构化光束的时空包络形成超分辨图像，抑制低强度环状结构，探讨了温度对成像方案的影响。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Computational 3D topographic microscopy from terabytes of data per sample
Duke University（杜克大学）；Ramona Optics Inc.（拉蒙娜光学公司）；Yonsei University（延世大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出STARCAM大规模计算三维形貌显微镜，利用54相机阵列采集每样本2.1 TB数据，并通过自监督神经网络联合重建全景深合成图与三维高度图。
2023-06-05 cs.CV cs.LG eess.IV
