原创 受激发射损耗(STED)显微镜原理

摘要


                                                                   

受激发射损耗(STED)显微镜描述了一种常用的技术，以实现在生物应用的超分辨率。在这种方法中，两束激光—一束正常，一束转变成甜甜圈模式—被叠加到荧光样品上。通过使用荧光过程的发射和损耗以及利用由此产生的饱和效应，与通常的显微镜技术(例如，宽视场显微镜)相比，后反射光显示出更高的分辨率。在本文档中，介绍了这种设备的基本设置。为了模拟饱和效应，在焦点区域采用等效孔径。

任务说明                                                                           

多重光源                                                                           

螺旋相位板                                                                           

探测器插件                                                                           

参数运行 

                                                                         

为了实现焦点区域的z-扫描，可以执行参数运行。使用此工具，用户可以轻松改变整个光学系统的单个参数或一组参数。有关详细信息，请参阅：

Usage of the Parameter Run Document

非时序建模

                                                                       

将通道配置模式切换设置为Manual Configuration后，用户可以为系统中的每个表面指定为模拟打开哪些通道。运行模拟时，将对活动光路进行初步分析（通过所谓的Light Path Finder）。然后引擎将沿着这些光路将场追踪到系统中存在的探测器。

Channel Setting for Non-Sequential Tracing

总结 – 组件…           

                                                            

系统观感

                                                                 

发射&损耗激光 

                                                                        

光在焦点区域中的传播表明，来自损耗激光的光会产生环形光斑，其中中心孔径小于发射激光的焦斑。由于两个光束在目标上的荧光过程中竞争，这导致信号激光的有效光束尺寸更小。

3D STED 轮廓

               
                                                     

注意：由于这个简化的例子不包括实际的荧光效应，我们为了可视化目的对两个激光束进行了归一化。

受激发射损耗效应                                                                          

为了近似饱和损耗的影响，我们在焦点位置对发射激光的结果应用了孔径效应。孔径的参数大致基于损耗激光的焦点轮廓（600nm 直径，25% 边缘）。通过系统传播回探测器平面表明，由于这个过程，光斑变得非常小。


 

VirtualLab Fusion 技术                                                                          

文件信息 


 

进一步阅读
• Simulation of Multiple Light Source in VLF

• Focusing of Gaussian-Laguerre Wave for STED Microscopy

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