浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
由于光学元件的衍射效应, 常规光学显微术的分辨率被限制在半波长左右, 无法满足对于亚百纳米尺度的样品进行探测的需求。受激发射损耗显微术(STED)通过引入一束损耗光以受激发射的方式减小有效荧光的发光面积, 可以实现超衍射极限的空间分辨率。自提出以来, STED显微术经过了多方面的改进和发展, 已被成功地应用于生物医学、材料学等领域, 对样品进行多功能超分辨成像。本文详细阐述了STED的机理及其中的关键技术, 综述了STED的发展历程及最新进展, 并介绍了其具体应用。
光学显微 荧光 受激发射 超分辨 optical microscopy fluorescence stimulated emission super-resolution
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
柱状矢量偏振光可广泛应用于光刻、光学微加工、光镊和光学超分辨等技术领域。为了解决现有产生柱状矢量偏振光装置结构复杂和偏振不可调等问题，从理论和实验两方面对基于相干涡旋位相调制的柱状矢量偏振光束的产生进行了研究。理论上分析和证明了相干涡旋位相调制产生偏振可调柱状矢量偏振光方案的可行性，并模拟了径向偏振光和切向偏振光经过检偏器的光强分布。同时，实验证明了理论的正确性，并通过旋转两涡旋位相板的相对角度，将获得的径向偏振光转换为切向偏振光，实验结果与理论分析一致。
衍射 柱状矢量偏振 径向偏振 切向偏振 涡旋位相板 光学学报
2013, 33(10): 1005001
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提出了一种离线式基于时间门的荧光受激发射损耗(g-STED)显微方法。基于在强光照条件下荧光寿命缩短的理论模型，在常规STED架构基础上，使用时间相关单光子记数(TCSPC)算法获取图像的荧光寿命信息，离线设置合理的时间门阈值，丢弃短寿命信号数据，对荧光信号有效点扩展函数(PSF)进行压缩，达到超分辨显微的目的。与传统STED显微术相比，此方法所需光功率大幅度降低，减少了荧光漂白及光毒性；离线式处理则同时增加了时间门设置的灵活性。在实验中，使用45 mW的连续STED光，最终获取了约80 nm的图像空间分辨率。进一步对时间门的设置对获取图像信号的分辨率和信噪比的影响进行了讨论。
显微 荧光寿命成像 时间相关单光子记数算法 时间门荧光受激发射损耗显微
