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相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究

刘双龙 刘伟 陈丹妮 屈军乐 牛憨笨

相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究

刘双龙, 刘伟, 陈丹妮, 屈军乐, 牛憨笨
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  • 基于全量子理论对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程进行了分析, 在此基础上搭建了单频CARS显微成像系统, 获得了不同尺寸聚苯乙烯微球高对比度的CARS显微图像. 为了标定成像系统的空间分辨率, 采用逐点扫描方式对直径为110 nm聚苯乙烯微球成像, 从而重构出系统的点扩展函数. 结果表明: 该CARS显微成像系统的横向空间分辨率约为600 nm, 而由阿贝衍射极限决定的理论空间分辨率约为300 nm. 分析了导致分辨率降低的原因, 并提出了解决方案. 为实现纳米分辨的CARS显微成像打下了坚实的基础.
      通信作者: 刘伟, liuwei616029@163.com;hbniu@szu.edu.cn ; 牛憨笨, liuwei616029@163.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: 61235012, 61178080, 11004136)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2012YQ15009203)和深圳市科技计划项目(批准号: JCYJ20120613173049560, GJHS20120621155433884)资助的课题.
    [1]

    Courjon D, Bainier C 1994 Reports on Progress in Physics 57 989

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    Axelrod D, Burghardt T P, Thompson N L 1984 Annual Rev. Biophys. Bioengin. 13 247

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    Rust M J, Bates M, Zhuang X 2006 Nature Methods 3 793

    [5]

    Betzig E, Patterson G H, Sougrat R, Lindwasser O W, Olenych S, Bonifacino J S 2006 Science 313 1642

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    Begley R F, Harvey A B, Byer R L 1974 Appl. Phys. Lett. 25 387

    [7]

    Duncan M D, Reintjes J, Manuccia T J 1982 Opt. Lett. 7 350

    [8]

    Zumbusch A, Holtom G R, Xie X S 1999 Phys. Rev. Lett. 82 4142

    [9]

    Cheng J X, Jia Y K, Zheng G F, Xie X S 2002 Biophys. J. 83 502

    [10]

    Lu F, Zheng W, Huang Z 2009 Opt. Lett. 34 1870

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    Heuke S, Legesse F B, Akimov D, Hbner U, Dellith J, Schmitt M, Popp J 2015 JOSA B 32 1773

    [12]

    Hajek K M, Littleton B, Turk D, McIntyre T J, Rubinsztein-Dunlop H 2010 Opt. Express 18 19263

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    Namboodiri M, Khan T Z, Bom S, Flachenecker G, Materny A 2013 Opt. Express 21 918

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    Upputuri P K, Wu Z, Gong L, Ong C K, Wang H 2014 Opt. Express 22 12890

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    [17]

    Beeker W P, Lee C J, Boller K J, Gro P, Cleff C, Fallnich C, Offerhaus H L, Herek J L 2010 Phys. Rev. A 81 012507

    [18]

    Beeker W P, Lee C J, Boller K J, Gro P, Cleff C, Fallnich C, Offerhaus H L, Herek J L 2011 J. Raman Spectrosc. 42 1854

    [19]

    Liu W, Niu H B 2011 Phys. Rev. A 83 023830

    [20]

    Liu X, Liu W, Yin J, Qu J L, Lin Z Y, Niu H B 2011 Chin. Phys. Lett. 28 34202

    [21]

    Liu S L, Chen D N, Liu W, Niu H B 2013 Acta Phys. Sin. 62 184210 (in Chinese) [刘双龙, 陈丹妮, 刘伟, 牛憨笨 2013 物理学报 62 184210]

    [22]

    Liu W, Chen D N, Liu S L, Niu H B 2013 Acta Phys. Sin. 62 164202 (in Chinese) [刘伟, 陈丹妮, 刘双龙, 牛憨笨 2013 物理学报 62 164202]

    [23]

    Volkmer A, Book L D, Xie X S 2002 Appl. Phys. Lett. 80 1505

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    Cheng J X, Book L D, Xie X S 2001 Opt. Lett. 26 1341

    [25]

    Potma E O, Evans C L, Xie X S 2006 Opt. Lett. 31 241

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    Gachet D, Billard F, Sandeau N, Rigneault H 2007 Opt. Express 15 10408

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    Gachet D, Billard F, Sandeau N, Rigneault H 2007 Opt. Express 15 10408

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-11
  • 修回日期:  2015-11-23
  • 刊出日期:  2016-03-05

相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究

    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: 61235012, 61178080, 11004136)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2012YQ15009203)和深圳市科技计划项目(批准号: JCYJ20120613173049560, GJHS20120621155433884)资助的课题.

摘要: 基于全量子理论对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程进行了分析, 在此基础上搭建了单频CARS显微成像系统, 获得了不同尺寸聚苯乙烯微球高对比度的CARS显微图像. 为了标定成像系统的空间分辨率, 采用逐点扫描方式对直径为110 nm聚苯乙烯微球成像, 从而重构出系统的点扩展函数. 结果表明: 该CARS显微成像系统的横向空间分辨率约为600 nm, 而由阿贝衍射极限决定的理论空间分辨率约为300 nm. 分析了导致分辨率降低的原因, 并提出了解决方案. 为实现纳米分辨的CARS显微成像打下了坚实的基础.

English Abstract

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