目錄
前言
第1章 光學(xué)超分辨顯微成像概論 1
1.1 光學(xué)顯微成像技術(shù)概述 1
1.1.1 光學(xué)顯微鏡發(fā)展的歷程與重要里程碑 1
1.1.2 光學(xué)顯微成像基礎(chǔ) 4
1.2 光學(xué)超分辨顯微成像技術(shù) 14
1.2.1 激光掃描共焦顯微術(shù) 14
1.2.2 結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡 16
1.2.3 熒光受激損耗顯微鏡 17
1.2.4 單分子熒光定位成像顯微鏡 19
1.2.5 其他超分辨顯微技術(shù) 20
1.3 光學(xué)超分辨顯微成像技術(shù)存在的問題與挑戰(zhàn) 23
第2章 移頻成像原理與特性 27
2.1 樣品圖像與成像系統(tǒng)的空間頻譜 27
2.1.1 樣品圖像的空間頻率 27
2.1.2 成像物體(樣品)的空間頻譜及對(duì)照明光的作用 29
2.2 移頻成像的原理與反演方法 32
2.2.1 移頻成像原理 32
2.2.2 移頻成像的反演方法 36
2.3 移頻成像的特性 49
2.3.1 移頻成像特點(diǎn) 49
2.3.2 照明側(cè)移頻與探測(cè)側(cè)移頻 55
2.4 超分辨移頻成像 57
2.4.1 超高頻表面波的產(chǎn)生 57
2.4.2 深移頻問題 59
2.4.3 寬移頻的實(shí)現(xiàn) 62
2.5 小結(jié) 66
第3章 衍射極限內(nèi)的移頻成像技術(shù) 67
3.1結(jié)構(gòu)光照明顯微成像技術(shù) 67
3.1.1 結(jié)構(gòu)光照明顯微術(shù)原理 67
3.1.2 結(jié)構(gòu)光照明顯微成像系統(tǒng) 70
3.1.3 結(jié)構(gòu)光照明顯微算法 75
3.1.4 三維結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù) 81
3.2 盲結(jié)構(gòu)光照明顯微成像技術(shù) 88
3.2.1 B-SIM技術(shù)原理 89
3.2.2 散射介質(zhì)形成的盲結(jié)構(gòu)光照明顯微 91
3.2.3 DMD隨機(jī)編碼照明下的盲結(jié)構(gòu)光照明顯微成像 92
3.3 傅里葉頻譜疊層顯微技術(shù) 97
3.3.1 傅里葉頻譜疊層顯微成像原理 98
3.3.2 相干光照明的傅里葉頻譜疊層成像技術(shù) 101
3.3.3 非相干光照明的傅里葉頻譜疊層成像技術(shù) 107
3.3.4 傅里葉頻譜疊層成像技術(shù)的應(yīng)用 110
3.4 小結(jié) 113
第4章 跨越傳播場(chǎng)波矢的移頻超分辨光學(xué)成像 114
4.1 全內(nèi)反射倏逝場(chǎng)寬場(chǎng)移頻超分辨顯微成像 114
4.2 平面波導(dǎo)照明寬場(chǎng)移頻超分辨顯微 119
4.3 表面等離子激元波寬場(chǎng)移頻超分辨 132
4.3.1 表面等離激元大波矢倏逝場(chǎng)照明光波 132
4.3.2 基于大波矢SPW相干移頻超分辨顯微成像技術(shù) 137
4.3.3 基于大波矢SPW非相干移頻超分辨顯微成像技術(shù) 139
4.4 局域等離激元結(jié)構(gòu)光照明超分辨顯微成像技術(shù) 145
4.5 小結(jié) 147
第5章 非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微寬場(chǎng)移頻超分辨成像 148
5.1 熒光飽和效應(yīng)的結(jié)構(gòu)光照明顯微 148
5.1.1 非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微提高分辨率的原理 148
5.1.2 飽和結(jié)構(gòu)光顯微的實(shí)現(xiàn)原理 151
5.1.3 非線性結(jié)構(gòu)光照明超分辨成像的通用方法 152
5.2 基于熒光光開關(guān)的非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù) 153
5.2.1 條紋激活非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微 154
5.2.2 飽和條紋激活非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微 156
5.2.3 飽和去激活非線性結(jié)構(gòu)光照明顯微 159
5.3 基于三維結(jié)構(gòu)光照明的I5S顯微成像及其非線性技術(shù) 160
5.3.1 基于三維結(jié)構(gòu)光照明的顯微成像 161
5.3.2 基于二維掃描振鏡光斑調(diào)控的三維超分辨I5S顯微成像 164
5.4 小結(jié) 172
第6章 掃描型移頻超分辨光學(xué)成像 173
6.1 微納光纖移動(dòng)掃描照明成像 173
6.1.1 基本原理 173
6.1.2 系統(tǒng)裝置 175
6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 177
6.2 探測(cè)側(cè)移頻成像 179
6.2.1 掃描圖案探測(cè)顯微技術(shù) 180
6.2.2 基于虛擬結(jié)構(gòu)探測(cè)的超分辨掃描激光顯微鏡 181
6.2.3 虛擬k空間調(diào)制光學(xué)顯微技術(shù) 183
6.2.4 基于飽和虛擬調(diào)制的超分辨率顯微技術(shù) 186
6.3 照明側(cè)點(diǎn)掃描結(jié)構(gòu)光移頻顯微 190
6.3.1 多焦結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡 190
6.3.2 非線性焦斑調(diào)制顯微技術(shù) 191
6.3.3 飽和圖像融合技術(shù) 194
6.4 小結(jié) 197
第7章 片上移頻超分辨顯微成像 198
7.1 平板型片上移頻超分辨顯微系統(tǒng) 198
7.1.1 平板型片上移頻成像的原理 198
7.1.2 平板片上移頻芯片的制備 201
7.1.3 晶圓型深移頻熒光標(biāo)記超分辨成像實(shí)驗(yàn) 204
7.1.4 片上相干信號(hào)樣品的移頻成像 207
7.2 發(fā)光型片上移頻超分辨顯微成像 211
7.2.1 片上寬譜照明光源的制備 211
7.2.2 移頻超分辨芯片的制備 212
7.2.3 片上發(fā)光系統(tǒng)移頻超分辨的成像系統(tǒng) 214
7.2.4 移頻超分辨芯片成像性能 215
7.3 集成波導(dǎo)型片上光學(xué)移頻超分辨顯微系統(tǒng) 221
7.3.1 集成光波導(dǎo)的制備方法 222
7.3.2 橫向可調(diào)深移頻超分辨成像方法 224
7.3.3 可調(diào)移頻與缺頻對(duì)比成像 227
7.4 小結(jié) 227
第8章 光學(xué)超分辨成像的分辨率極限探討 228
8.1 光學(xué)成像分辨率的信息論模型 228
8.1.1 香農(nóng)信息論與光學(xué)成像信息容量 229
8.1.2 從信息論的角度看成像分辨率極限 234
8.1.3 從信息論的角度看移頻超分辨成像的極限 238
8.2 量子效應(yīng)下的光學(xué)成像分辨率 239
8.2.1 基于干涉效應(yīng)的量子成像 241
8.2.2 基于光量子相關(guān)性的量子成像 243
8.2.3 基于糾纏效應(yīng)的量子成像 244
8.2.4 干涉型量子糾纏成像系統(tǒng) 246
8.3 人工智能圖像處理技術(shù)的超分辨成像問題 248
8.3.1 人工智能深度學(xué)習(xí)方法 248
8.3.2 深度學(xué)習(xí)在STED超分辨顯微術(shù)中的應(yīng)用 252
8.3.3 深度學(xué)習(xí)在超分辨顯微 STORM中的典型應(yīng)用 254
8.4 小結(jié) 255
參考文獻(xiàn) 257
附錄 主要中英文對(duì)照表 270