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当共焦显微镜横向扫描间距为1nm时能否实现横向超分辨

2022.12.21

共聚焦技术主要是在光路中引入了针孔。针孔可以有效的控制聚焦深度,防止杂质信号的干扰。我觉得问题应该在题主想的太理想了,正如题主所说“ 但是共焦是分时扫描的,就是说我先观察到艾里斑A,扫描到下一处时就对应艾里斑B”;也许实际测量过程中并不一定像题主所说的通过扫描从艾里斑A到艾里斑B,很有可能这两个艾里斑基本重合在一起,比如下图共聚焦显微原理的简化示意图,我们实际只想对Focal point那一点进行成像(实际上共聚焦是通过逐点扫描记录光强信息最后处理成二位或三维的"图像"),可是这是纯理想的状态,不可能只记录这一点,一定是某个区域,较小的体积区域,所以像题主所说的A,B可能有很大一部分是重合的。还有这个很小的位移量对平移台也要有很高的要求吧。

共聚焦显微镜是扫描显微镜的一种。
所有的扫描显微镜都可以看做是用一根探针去一个像素一个像素地探测物体,然后拼成一幅图像。
扫描的步长可以无限小,但是分辨率受限于探针的针尖大小。针尖太粗,扫描间距即使小到一个普朗克长度也不会对提高分辨率有任何帮助,因为像素都重叠起来了。
共焦显微镜的针尖尺寸,就是光学衍射分辨率,λ / NA
根据奈奎斯特采样定律,扫描间距小于1/2倍衍射分辨率就可以了。

普通共焦显微镜是不能的,除非是STED这种超分辨成像技术。相对于普通宽场显微成像,共焦显微成像的横向分辨率提有限,不能突破衍射限制,横向扫描间隔1nm只是提升空域采样频率,不能提升横向分辨率。


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