美国研究人员进行了基于泊松统计的三维光学定位显微术的基本精度界限的研究
2018-08-20
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近日，美国哈佛大学的Backlund等研究人员通过推导与先进的单分子显微镜技术的形式相关的深度定位的QCRB，证明了通过（亚）CRBs实现的一些最先进的显微镜配置的最优性。点源定位是光学成像研究中的热点问题之一，特别的是，目前广泛使用的生物显微镜技术极大的依赖于单个荧光团的精确三维定位。由于发射极深度定位比横向定位更具挑战性，研究人员已经花费了大量的精力设计显微镜的响应，从而显示增加的深度信息。在这里，Backlund等人通过推导和比较与测量无关的量子Cramér-Rao界（QCRB）来证明这些方法的（亚）最优性。研究结果表明，现有的单目标收集深度定位方法都超过了QCRB，研究人员通过设计接近这一界限的干涉仪装置来达到该方法的效果。研究结果还表明，对于两个相向目标的光收集，可用已知的干涉技术同时在全局范围内三个维度到达QCRB，因此从量子多参数估计的角度来看这是一个有趣的案例研究。
图1 （a）具有显微物镜（MO）、管透镜（TL）和照相机（C）的标准显微镜。（b）具有相元素的工程显微镜。（c）提出的干涉仪。
图2 双目标收集示意图。
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