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受激發(fā)射損耗(STED)顯微鏡原理

摘要


                                                                   

受激發(fā)射損耗(STED)顯微鏡描述了一種常用的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在生物應(yīng)用的超分辨率。在這種方法中，兩束激光—一束正常，一束轉(zhuǎn)變成甜甜圈模式—被疊加到熒光樣品上。通過使用熒光過程的發(fā)射和損耗以及利用由此產(chǎn)生的飽和效應(yīng)，與通常的顯微鏡技術(shù)(例如，寬視場(chǎng)顯微鏡)相比，后反射光顯示出更高的分辨率。在本文檔中，介紹了這種設(shè)備的基本設(shè)置。為了模擬飽和效應(yīng)，在焦點(diǎn)區(qū)域采用等效孔徑。

 

任務(wù)說明                                                                           

 

多重光源                                                                           

   

 

螺旋相位板                                                                           

 

探測(cè)器插件                                                                           

 

參數(shù)運(yùn)行 

                                                                         

 

為了實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)區(qū)域的z-掃描，可以執(zhí)行參數(shù)運(yùn)行。使用此工具，用戶可以輕松改變整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的單個(gè)參數(shù)或一組參數(shù)。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱：

 

Usage of the Parameter Run Document

                                                                                

非時(shí)序建模

                                                                       

 

將通道配置模式切換設(shè)置為Manual Configuration后，用戶可以為系統(tǒng)中的每個(gè)表面指定為模擬打開哪些通道。運(yùn)行模擬時(shí)，將對(duì)活動(dòng)光路進(jìn)行初步分析（通過所謂的Light Path Finder）。然后引擎將沿著這些光路將場(chǎng)追蹤到系統(tǒng)中存在的探測(cè)器。

 

Channel Setting for Non-Sequential Tracing

                                                                                

總結(jié) – 組件…           

                                                            

 

系統(tǒng)觀感

                                                                 

 

 

發(fā)射&損耗激光 

                                                                        

 

光在焦點(diǎn)區(qū)域中的傳播表明，來自損耗激光的光會(huì)產(chǎn)生環(huán)形光斑，其中中心孔徑小于發(fā)射激光的焦斑。由于兩個(gè)光束在目標(biāo)上的熒光過程中競(jìng)爭(zhēng)，這導(dǎo)致信號(hào)激光的有效光束尺寸更小。

 

                                                                                

3D STED 輪廓

               
                                                     

注意：由于這個(gè)簡(jiǎn)化的例子不包括實(shí)際的熒光效應(yīng)，我們?yōu)榱丝梢暬�目的�?duì)兩個(gè)激光束進(jìn)行了歸一化。

 

受激發(fā)射損耗效應(yīng)                                                                          

 

為了近似飽和損耗的影響，我們?cè)诮裹c(diǎn)位置對(duì)發(fā)射激光的結(jié)果應(yīng)用了孔徑效應(yīng)�？讖降膮�數(shù)大致基于損耗激光的焦點(diǎn)輪廓（600nm 直徑，25% 邊緣）。通過系統(tǒng)傳播回探測(cè)器平面表明，由于這個(gè)過程，光斑變得非常小。


 

VirtualLab Fusion 技術(shù)                                                                          

                                                                                

文件信息 


 

進(jìn)一步閱讀
• Simulation of Multiple Light Source in VLF

• Focusing of Gaussian-Laguerre Wave for STED Microscopy

 

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