傅里葉顯微術(shù)的案例
VirtualLab：高NA傅里葉單分子成像顯微鏡
1.摘要
傅里葉顯微術(shù)廣泛應(yīng)用于單分子成像、表面等離子體觀測、光子晶體成像等領(lǐng)域。它使直接觀察空間頻率分布成為可能。在高NA傅里葉顯微鏡中，不同的效應(yīng)(每個透鏡表面上角度相關(guān)的菲涅耳損耗、衍射等)會影響單個分子最終獲得的圖像質(zhì)量?？焖傥锢砉鈱W軟件VirtualLab Fusion可以使用其強大的場追跡引擎對整個系統(tǒng)進行建模，包括菲涅耳損耗和孔徑衍射效應(yīng)。本文給出了一個案例，并將仿真結(jié)果與文獻中的實驗結(jié)果進行了比較。
2.建模任務(wù)
3.系統(tǒng)構(gòu)建模塊:偶極子源
可編程光源允許指定任意橫向場分布。在我們的例子中，我們指定了偶極子產(chǎn)生的場。
偶極子源發(fā)射一個局部偏振場（意味著 Ex 和 Ey 分量的空間分布在源平面根本不同，因此不能用單個函數(shù)來表示）。
為了準確地模擬偏振特性，我們采用了多光源，它允許我們?yōu)椴煌姆至慷x不同的形貌。
4.系統(tǒng)構(gòu)建模塊:物鏡
5.系統(tǒng)構(gòu)建模塊：管透鏡 & 伯蘭特鏡頭
6.建?？偨Y(jié)
7.傅里葉平面上的圖像
8.方向[0,1,0]的仿真對比
為了進一步研究物理效應(yīng)，我們采用偶極取向[0,1,0]，并將得到的結(jié)果與實驗測量結(jié)果進行了比較[Ju?kaitis，施普林格US，(2006)]。藍色和綠色曲線取自模擬結(jié)果對應(yīng)的一維截面。理想情況(忽略衍射)的截面參考用紅色表示。參考曲線數(shù)據(jù)通過參考文獻中給出的公式進行解析計算，最后導(dǎo)入VirtualLab Fusion。
展開 [VirtualLab] 高NA傅里葉顯微鏡單分子成像
摘要
傅里葉顯微鏡廣泛應(yīng)用于單分子成像、表面等離子體觀察、光子晶體成像等領(lǐng)域，它使得直接觀測空間頻率分布成為可能。
單分子的成像質(zhì)量取決于高NA 傅里葉顯微鏡系統(tǒng)，例如，在復(fù)雜透鏡系統(tǒng)中，每個光學界面的角度相關(guān)的菲涅耳損耗和孔徑的衍射。VirtualLab Fusion可以在考慮菲涅耳損耗和孔徑衍射效應(yīng)的情況下對整個系統(tǒng)進行建模。文中給出了一個案例，并與文獻中的實驗結(jié)果進行了比較。
建模任務(wù)
在傅里葉平面上成像
在傅里葉平面上成像
方向[0,1,0]的理想vs實驗以及理想vs仿真
? 理想：由 ???? = cos??, ???? = sec?? 計算[Ju?kaitis, Springer US, (2006)]
? 實驗：衍射光闌在傅里葉平面上產(chǎn)生能量密度的波紋。理想模型(紅色曲線)和實驗(黑色曲線)的區(qū)別是雙重的：菲涅耳損耗和衍射。
? 仿真：物理光學考慮菲涅耳損耗和物鏡孔徑的衍射，導(dǎo)致在傅里葉平面上產(chǎn)生波紋，與實驗結(jié)果吻合較好。
紅色的曲線來自理想系統(tǒng)；黑色曲線來自實驗；藍色和綠色的曲線是從之前的幻燈片中提取的仿真輪廓的相應(yīng)顏色。
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摘要
傅里葉顯微鏡廣泛應(yīng)用于單分子成像、表面等離子體觀察、光子晶體成像等領(lǐng)域，它使得直接觀測空間頻率分布成為可能。
單分子的成像質(zhì)量取決于高NA 傅里葉顯微鏡系統(tǒng)，例如，在復(fù)雜透鏡系統(tǒng)中，每個光學界面的角度相關(guān)的菲涅耳損耗和孔徑的衍射。VirtualLab Fusion可以在考慮菲涅耳損耗和孔徑衍射效應(yīng)的情況下對整個系統(tǒng)進行建模。文中給出了一個案例，并與文獻中的實驗結(jié)果進行了比較。
建模任務(wù)
在傅里葉平面上成像
在傅里葉平面上成像
方向[0,1,0]的理想vs實驗以及理想vs仿真
? 理想：由 ???? = cos??, ???? = sec?? 計算[Ju?kaitis, Springer US, (2006)]
? 實驗：衍射光闌在傅里葉平面上產(chǎn)生能量密度的波紋。理想模型(紅色曲線)和實驗(黑色曲線)的區(qū)別是雙重的：菲涅耳損耗和衍射。
? 仿真：物理光學考慮菲涅耳損耗和物鏡孔徑的衍射，導(dǎo)致在傅里葉平面上產(chǎn)生波紋，與實驗結(jié)果吻合較好。
紅色的曲線來自理想系統(tǒng)；黑色曲線來自實驗；藍色和綠色的曲線是從之前的幻燈片中提取的仿真輪廓的相應(yīng)顏色。
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摘要 傅里葉顯微鏡廣泛應(yīng)用于單分子成像、表面等離子體觀察、光子晶體成像等領(lǐng)域，它使得直接觀測空間頻率分布成為可能。單分子的成像質(zhì)量取決于高NA 傅里葉顯微鏡系統(tǒng)，例如，在復(fù)雜透鏡系統(tǒng)中，每個光學界面的角度相關(guān)的菲涅耳損耗和孔徑的衍射。VirtualLab Fusion可以在考慮菲涅耳損耗和孔徑衍射效應(yīng)的情況下對整個系統(tǒng)進行建模。文中給出了一個案例，并與文獻中的實驗結(jié)果進行了比較。
建模任務(wù)
在傅里葉平面上成像
在傅里葉平面上成像
方向[0,1,0]的理想vs實驗以及理想vs仿真
? 理想：由 ???? = cos??, ???? = sec?? 計算[Ju?kaitis, Springer US, (2006)] ? 實驗：衍射光闌在傅里葉平面上產(chǎn)生能量密度的波紋。理想模型(紅色曲線)和實驗(黑色曲線)的區(qū)別是雙重的：菲涅耳損耗和衍射。 ? 仿真：物理光學考慮菲涅耳損耗和物鏡孔徑的衍射，導(dǎo)致在傅里葉平面上產(chǎn)生波紋，與實驗結(jié)果吻合較好。
紅色的曲線來自理想系統(tǒng)；黑色曲線來自實驗；藍色和綠色的曲線是從之前的幻燈片中提取的仿真輪廓的相應(yīng)顏色。 走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
? 從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入透鏡系統(tǒng)- 從Zemax導(dǎo)入光學系統(tǒng) [用例] ? 分析實際透鏡系統(tǒng)的成像性能- 分析高NA物鏡聚焦 [用例] VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
延伸閱讀
- 分析高NA物鏡聚焦- 通過瑞利標準對顯微鏡物鏡進行分辨率研究
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