突破衍射极限的成像方法综述

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1、突破衍射极限的成像方法综述　　摘要：“衍射?O限”实际上不是一个真正的障碍，除非处理远场和定位精度。这种衍射障碍并不是坚不可摧的，可以利用一些智能技术来突破光学衍射极限。讨论了四种技术，近场扫描光学显微镜（NSOM）法，受激发射损耗（STED）显微镜法，光激活定位显微镜（PALM）法或随机光学重建显微镜（STORM）法和结构照明显微镜（SIM）法，并且介绍了各自的基本原则与优劣。NSOM利用纳米级探测器检测通过光纤的极小汇聚光斑，从而获得单个像素的分辨率；PALM和STORM利用荧光探针，实现暗场和荧光的转换，从而观察到极小的

2、荧光团；SIM则是利用栅格图案与样品叠加成像来实现。其中，STORM具有相对较高的潜力，能够更为有效地突破衍射极限。　　关键词：　　衍射极限；近场显微镜；三维显微　　中图分类号：O43文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2017.01.014　　Areviewonimagingmethodstobreakthediffractionlimit　　RamzanUllah1，2，ZHENGYuxiang1　　（1.ShanghaiUltraPrecisionOpticalManufacturing

3、EngineeringCenter，DepartmentofOpticalScienceandEngineering，　　FudanUniversity，Shanghai200433，China；　　2.DepartmentofPhysics，COMSATSInstituteofInformationTechnology，Islamabad45550，Pakistan）　　Abstract：　　Notoriousterm'diffractionlimit'isnotactuallyatruebarrierunlessweare

4、dealingwithfarfieldandlocalizationprecision.Thisdiffractionbarrierisnotimpenetrableandcanbebrokenwithsomeintelligenttechniques.Wediscussherefourpowerfultechniques，nearfieldscanningopticalmicroscopy（NSOM），stimulatedemissiondepletion（STED）microscopy，photoactivatedloca

5、lizationmicroscopy（PALM）&stochasticopticalreconstructionmicroscopy（STORM）andstructuredilluminationmicroscopy（SIM），alongwiththeirunderlyingprinciplestogetherwithprosandcons.NSOMusesananometerscaledetectororsourcewhichcompelsthelighttopassthroughthetinytipofafiberwhil

6、ekeepingthedistancebetweenthetipandsamplelessthanλ.AtanygivenmomentinaSTEDmicroscope，laserlightisfocusedintoasmallspotbytheobjectiveandasaresult，allfluorophoreswithinthisfocusedspotradiatefluorescence，whichisthengatheredbytheobjectiveandheadedtothedetectorwhereitfor

7、msasinglepixel.FluorescentprobesareemployedbySTORM/PALM，whichareabletotogglebetweendarkstatesandfluorescentsothatwitheverysnapshottaken，onlyatiny，opticallyresolvableportionofthefluorophoresisobserved.Structuredilluminationisawidefieldtechniqueinwhichagridpatternispr

8、oducedbytheinterferenceofdiffractionorderswhicharesuperimposedonthesamplewhiletakingimages.STORMhastherelativelyhighpotentialtoeffectively