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纳米分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像

张赛文 陈丹妮 刘双龙 刘伟 牛憨笨

纳米分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像

张赛文, 陈丹妮, 刘双龙, 刘伟, 牛憨笨
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  • 采用附加探测光声子耗尽法来实现超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像. 此方法引入一束环形分布的附加探测光来消耗点扩展函数周边的相干声子, 实现点扩展函数的改造, 从而达到超越衍射极限的空间分辨率. 为了获得更高的空间分辨率和更佳的相位匹配条件, 通常需采用高数值孔径物镜对抽运光、斯托克斯光和探测光进行聚焦, 此时标量衍射理论不再成立. 基于矢量衍射理论, 分析了线偏振光、圆偏振光先后经过螺旋相位片和高数值孔径物镜后的光强分布, 结果表明: 圆偏振光在高数值孔径物镜后焦平面的光强分布呈中心对称状, 较线偏振环形光更适合作为附加探测光. 此外, 采用全量子理论分析了附加探测光声子耗尽法. 结果表明: 当附加探测光与探测光强度比为80时, 成像系统的横向空间分辨率可以达到45 nm; 继续提高附加探测光强度, 空间分辨将进一步提高.
      通信作者: 陈丹妮, dannyc007@gmail.com;hbniu@szu.edu.cn ; 牛憨笨, dannyc007@gmail.com;hbniu@szu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2012CB825802, 2015CB352005)、国家自然科学基金 (批准号: 61335001, 61178080, 61235012, 11004136)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2012YQ15009203)、深圳市科技计划项目(批准号: JCYJ20120613173049560, GJHS20120621155433884)和国家留学基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-15
  • 修回日期:  2015-08-01
  • 刊出日期:  2015-11-05

纳米分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像

    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2012CB825802, 2015CB352005)、国家自然科学基金 (批准号: 61335001, 61178080, 61235012, 11004136)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2012YQ15009203)、深圳市科技计划项目(批准号: JCYJ20120613173049560, GJHS20120621155433884)和国家留学基金资助的课题.

摘要: 采用附加探测光声子耗尽法来实现超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像. 此方法引入一束环形分布的附加探测光来消耗点扩展函数周边的相干声子, 实现点扩展函数的改造, 从而达到超越衍射极限的空间分辨率. 为了获得更高的空间分辨率和更佳的相位匹配条件, 通常需采用高数值孔径物镜对抽运光、斯托克斯光和探测光进行聚焦, 此时标量衍射理论不再成立. 基于矢量衍射理论, 分析了线偏振光、圆偏振光先后经过螺旋相位片和高数值孔径物镜后的光强分布, 结果表明: 圆偏振光在高数值孔径物镜后焦平面的光强分布呈中心对称状, 较线偏振环形光更适合作为附加探测光. 此外, 采用全量子理论分析了附加探测光声子耗尽法. 结果表明: 当附加探测光与探测光强度比为80时, 成像系统的横向空间分辨率可以达到45 nm; 继续提高附加探测光强度, 空间分辨将进一步提高.

English Abstract

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