Diffraction optical elements for the implementation of three-dimensional nanoscopy using rotating light fields

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Diffraction optical elements, made by contact printing on a bichrome gelatin and direct laser recording using photoresist, have been studied in order to modify the point-scattering function for the implementation of 3D ultrahigh-resolution fluorescence microscopy. It has been shown that these elements produce two-lobed, rotating light fields that can be used for 3D nanoscopy. Results of 3D subdiffractive localization of fluorescent labels, with an assessment of the accuracy of coordinate restoration, have also been presented.

Толық мәтін

Введение

Знание о структуре вещества на микро- и наноуровнях важно для развития различных областей науки и промышленности [1—7]. В начале XXI века появились новые оптические методы, позволяющие преодолеть предел дифракции и из оптического изображения получить информацию о положении наноразмерных излучающих объектов с точностью около десятков и единиц нанометров. Они позволили расширить класс исследуемых объектов и ускорить получение информации о наноструктуре. К таким методам относится микроскопия локализации одиночных молекул (Single Molecule Localization Microscopy (SMLM)). Ее принцип работы основан на раздельной регистрации сигналов от отдельных флуоресцентных меток (молекул, квантовых точек, флуоресцентных белков, наночастиц и др.) [8—10]. Фиксируя изображения с помощью классического микроскопа, можно получить информацию о проекции структуры исследуемого образца на плоскость изображения.

Больше информации можно получить, расширив методику на три пространственные координаты. Один из подходов для достижения этой цели – дополнительная модификация функции рассеяния точки (ФРТ) отображающей системы таким образом, чтобы при изменении расстояния между светящимся наноразмерным объектом и фокальной плоскостью микрообъектива изображение объекта изменялось характерным образом. Это изменение должно быть таким, чтобы его можно было однозначно связать с осевым положением светящегося объекта. Были предложены различные варианты трансформации изображения при изменении расстояния между объектом и фокальной плоскостью [11—13]. Наиболее простым для анализа является вариант использования изображения в виде двух пятен, претерпевающих вращение вокруг общего центра при дефокусировке. В работах [14—18] представлен ряд способов создания фазовой функции дифракционного оптического элемента (ДОЭ), формирующего двухлепестковую вращающуюся ФРТ системы. Нашим коллективом были предложены и успешно апробированы ДОЭ [19—24], полученные на основе оптики спиральных пучков света [25—27].

Во многих реализованных наноскопах ДОЭ формируется при помощи коммерчески доступных устройств, предназначенных для пространственной модуляции света (ПМС). Это позволяет в режиме реального времени корректировать структуру ДОЭ в зависимости от решаемой задачи. Предпочтительными для использования в наноскопах с точки зрения компактности и удобства интегрирования являются жидкокристаллические (ЖК) ПМС, работающие на пропускание света. Однако они обладают недостатком, связанным с наличием больших неактивных межпиксельных расстояний, приводящих к уменьшению собранного полезного сигнала. Использование же отражающих ЖК ПМС на платформе LCOS (Liquid Crystal on Silicon) [28] накладывает ограничения на расположение отдельных элементов схемы наноскопа, что приводит к существенному увеличению его размеров. Кроме того, такие ДОЭ имеют ряд ограничений, затрудняющих работу системы. В частности, ЖК ПМС изменяют фазовую задержку только линейно поляризованного света в направлении директора жидкого кристалла. Излучение же точечных источников может быть как не поляризованным, так и поляризованным, но со случайным распределением направлений поляризации. В этих случаях требуется использование поляризатора света для корректной работы ДОЭ. Это приводит к уменьшению собранного полезного сигнала от точечных излучателей и в конечном итоге к снижению пространственного разрешения трехмерного наноскопа. Стационарные ДОЭ, работающие на отражение или пропускание света, являются альтернативой ЖК ПМС и могут дать выигрыш, поскольку не ограничены использованием только линейно поляризованного света. В этой работе приводится демонстрация работы двух отражающих стационарных ДОЭ, изготовленных методами контактной печати на бихромированной желатине (БХЖ) и прямой лазерной записи по фоторезисту с последующими напылениями слоев алюминия на сформированные структуры. Показано, что оба ДОЭ формируют двухлепестковые вращающиеся световые поля, которые могут быть использованы для трехмерной наноскопии. Приводятся результаты по трехмерной локализации точечных флуоресцентных меток с оценкой точности восстановления их координат.

Стационарные ДОЭ

Фазовую функцию ДОЭ, преобразующего свет от точечного источника в двухлепестковое вращающееся поле, можно получить различными способами [14—18]. В нашем подходе, развитом на основе оптики спиральных пучков света [25—27], с помощью итерационной процедуры [29] был получен оптимизированный ДОЭ, формирующий двухлепестковое изображение c эффективностью 85 % [23]. В качестве начального приближения для расчета фазовой функции ДОЭ использовался спиральный пучок в виде суперпозиции пяти мод Лагерра—Гаусса с распределением интенсивности, в структуре которого можно выделить два максимума, и параметром вращения θ0 = −2, обеспечивающий поворот распределения интенсивности пучка на π при распространении из ближней зоны в дальнюю [22]. Далее проводилась итерационная процедура, заключающаяся в коррекции формируемого поля в нескольких плоскостях с целью усиления двух ярких максимумов в распределении интенсивности. Подробное исследование влияния амплитудных и фазовых искажений на свойства световых полей, формируемых ДОЭ, полученных на основе оптики спиральных пучков [29, 30], показало необходимость дополнительной оптимизации ДОЭ в системе трехмерной локализации. Подбор количества плоскостей и расстояния между ними, а также учет аппаратной функции отображающей системы позволили получить высокоэффективный оптимизированный ДОЭ [23], успешно примененный для трехмерной наноскопии [24] (рис. 1а).

 

Рис. 1. Фазовая функция ДОЭ, оптимизированного для работы в трехмерном наноскопе (а). Распределения интенсивности, формируемые ДОЭ, изготовленным методом прямой лазерной записи по фоторезисту на различных расстояниях около плоскости фокусировки линзы с F = 250 мм (б). Размер стороны кадра 2 мм.

 

Стационарные ДОЭ могут быть изготовлены при помощи различных методов. В экспериментальном исследовании использовались элементы, изготовленные на БХЖ методом контактной печати и прямой лазерной записи по фоторезисту с последующим напылением слоя алюминия на сформированные структуры. Для реализации метода контактной печати на БХЖ с напыленным слоем алюминия были изготовлены фотошаблоны с рассчитанной фазовой функцией ДОЭ с дискретностью микроизображения 4.5 мкм. Слои БХЖ на низких пространственных частотах (до 10 лин/мм) обладают близкой к нулю передаточной функцией. Поэтому структура ДОЭ была дополнена линзой Френеля (фокусное расстояние F = 300 мм), чтобы спектр пространственных частот получившегося распределения начинался с величины около 20 лин/мм. Исходные слои БХЖ для формирования фазовых элементов изготавливались на основе промышленных голографических фотопластинок ПФГ-03М. Промышленные фотопластинки предварительно обрабатывались в растворе фиксажа, для удаления галоидного серебра, затем проводилась сенсибилизация в 4 % растворе бихромата аммония и сушка при комнатной температуре в течение 24 ч. Затем пленка с фотошаблоном приводилась в плотный контакт с исходным сформированным слоем БХЖ и проводилось экспонирование слоя сквозь прижимную стеклянную пластину излучением белой светодиодной матрицы мощностью 100 Вт. Полученные экспонированные образцы обрабатывались после экспозиции. Для получения отражательных ДОЭ проводилась предобработка экспонированных слоев водяным паром при температуре 40°С с последующей сушкой в воздухе в течение 4 ч и затем производилось напыление в вакуумной установке отражательного слоя алюминия.

Технология прямой лазерной записи по фоторезисту хорошо зарекомендовала себя для задач формирования оптических элементов с непрерывным профилем [31—33]. Данный метод формирования рельефа основан на создании необходимого распределения экспозиции в фоторезисте путем сканирования сфокусированного пучка по поверхности пленки фоторезиста, нанесенной на подложку, и последующего проявления фоторезиста в жидком щелочном проявителе. Для изготовления стационарного ДОЭ с использованием технологии прямой лазерной записи по фоторезисту на оптическую подложку методом центрифугирования был нанесен фоторезист марки ФП-2520 с последующей сушкой в печи при температуре 95°С в течение 10 мин. Экспонирование фоторезиста осуществлялось на лазерной литографической системе DWL-66+ (длина волны записывающего пучка λ = 375 нм) производства Heidelberg Instruments [34]. Количество уровней дискретизации мощности записывающего пучка составило 256. После экспонирования, проявления и сушки слоя фоторезиста с микрорельефом ДОЭ глубиной 300 нм, поверх сформированной структуры методом магнетронного напыления был нанесен отражающий слой алюминия.

Результаты экспериментов и их обсуждение

Изготовленные стационарные ДОЭ были исследованы на возможность формирования вращающихся двулепестковых световых полей. Для этого коллимированный пучок непрерывного излучения от He-Ne лазера ( λ= 632 нм) направлялся на ДОЭ, отраженное поле дополнительно фокусировалось линзой с фокусным расстоянием F = 250 мм (для ДОЭ без вписанной линзы) и производилась регистрация распределения интенсивности на различных расстояниях вблизи фокальной плоскости линзы. Изображения, полученные с использованием стационарного ДОЭ, изготовленного методом прямой лазерной записи по фоторезисту, представлены на рис. 1б. Видно, что в фокальной плоскости формируется двулепестковая картина, которая претерпевает поворот при смещении плоскости регистрации. Это говорит о том, что после ДОЭ формируется вращающееся световое поле с необходимой пространственной структурой. Смещение плоскости регистрации в таком эксперименте эквивалентно изменению кривизны волнового фронта пучка, падающего на ДОЭ от точечного источника в схеме микроскопа. Это означает, что исследованные стационарные ДОЭ могут быть использованы в трехмерном наноскопе. Оцененная величина средней эффективности (отношение мощности, приходящейся на два главных максимума, к общей мощности) для такого ДОЭ составляет 76 %.

Для демонстрации возможности использования стационарных ДОЭ в трехмерном наноскопе и оценки точности восстановления осевой координаты точечных излучающих объектов были проведены эксперименты с точечными флуоресцентными метками. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. Система линз, состоящая из промежуточной линзы F0 и телескопа (линзы F1 и F2), перебрасывала распределение светового поля из задней плоскости микрообъектива MellesGriot (40×, 0.65 NA) на стационарный ДОЭ. После фазового преобразования световые пучки, отраженные от ДОЭ, формировали в фокальной плоскости ПЗС камеры люминесцентные двулепестковые изображения с помощью вписанной в ДОЭ линзы Френеля и дополнительных линз F3 и F4. Результирующее оптическое увеличение микроскопа составляло ≈64×. Для преобразования световых пучков в двухлепестковые световые поля использовался стационарный ДОЭ, изготовленный методом контактной печати на БХЖ с напыленным слоем алюминия.

 

Рис. 2. Схема установки трехмерного наноскопа со стационарным отражательным ДОЭ.

 

В качестве флуоресцентных меток использовались одиночные кристаллы перовскита MAPbI3 с характерными размерами порядка нескольких десятков нанометров. Возбуждение флуоресцентных меток осуществлялось узкополосным лазерным источником на λex = 532 нм. Плотность мощности возбуждающего излучения составляла от 0.1 до 1 Вт/см2. Регистрация люминесценции производилось в спектральном диапазоне от 700 до 800 нм, соответствующем люминесценции меток (длина волны максимума λ ≈ 760 нм, ширина максимума Δλ ~ 20 нм). Концентрация флуоресцентных меток на поверхности стеклянной подложки была такой, что отдельные изображения не перекрывались в плоскости наблюдения микроскопа. Регистрация люминесцентных изображений одиночных флуоресцентных меток осуществлялась с помощью высокочувствительной, охлаждаемой (до –20°С) ПЗС-камеры Andor Luca (квантовый выход ~ 25 % на длине волны 760 нм) с электронным усилением сигнала. Время экспозиции варьировалось от 10 до 400 мс. Для точного изменения расстояния между фокальной плоскостью микрообъектива и образцом использовался линейный транслятор на основе пьезо-сканера NanoScanTech.

На рис. 3а1—4 показаны примеры модифицированных изображений точечных источников (двухлепестковых изображений) при различных расстояниях между точечным источником и фокальной плоскостью микрообъектива от –2 до 1.5 мкм. Форма лепестков имеет симметричный вид, который мало меняется при повороте изображения. Видно, что изменение расстояния приводит к повороту двухлепесткового изображения. Это означает, что используемый ДОЭ успешно преобразует ФРТ системы.

 

Рис. 3. Двухлепестковые изображения точечных флуоресцентных меток в 3-D наноскопе со стационарным ДОЭ, для различных положений излучателей относительно фокальной плоскости микроскопа δz: −2 (а1), −1 (а2), 0 (а3) и 1.5 мкм (а4). Зависимость величины угла поворота двухлепесткового изображения α от расстояния δz (б). Точки — экспериментально измеренные значения, красная линия — линейная аппроксимация зависимости.

 

Для получения зависимости между углом поворота двухлепесткового изображения α (рис. 3а2) и расстоянием между точечным объектом и фокальной плоскостью объектива микроскопа δz была проведена калибровка схемы по методике, подробно описанной в [24]. Для этого при фиксированных положениях плоскости образца измерялись изображения точечных излучателей и проводилась аппроксимация двухлепестковых изображений двойной двумерной функцией Гаусса с помощью разработанного алгоритма [35]. В результате обработки изображений вычислялись тангенсы угла поворота каждого из изображений tg α. Для увеличения точности определения tg α проводилась серия измерений (длина серии n = 200) и осуществлялось усреднение. На рис. 3б показана измеренная калибровочная кривая, связывающая угол поворота двухлепесткового изображения α со смещением точеного объекта относительно фокальной плоскости микроскопа δz. Скорость вращения двухлепесткового изображения на линейном участке составляет k = 5.4 мкм/рад.

Точность определения продольной координаты точечного источника σz (среднеквадратичное отклонение) оценивалось из распределения продольных координат z, измеренных при фиксированном положении точечного излучателя. Методика подробно описана в [24]. На вставке к рис. 4а приведен пример распределения восстановленных продольных координат z, полученный в серии измерений n = 200 и его аппроксимация функцией Гаусса. Для оценки точности восстановления координат были проведены эксперименты двух типов. В первом — измерялась зависимость точности σz(N) от числа фотонов люминесценции N, давших вклад в изображение. В этих экспериментах положение точечного излучателя относительно фокальной плоскости микроскопа z было фиксированным. Во втором типе исследовалась точность σz(α) от угла поворота изображения α при фиксированном числе фотонов N. Оценка числа фотоотсчетов в двулепестковых изображениях проводилась с помощью метода, описанного в работе [36], пересчет фотоотсчетов в число фотонов N проводился с учетом коэффициента усиления ПЗС камеры [37].

 

Рис. 4. Точность восстановления осевой координаты. Зависимость точности восстановления продольной координаты точечных флуоресцентных меток от числа зарегистрированных фотонов N для угла наклона α ~ 0° (а). На вставке — пример распределения восстановленных продольных координат z, полученный в серии измерений n = 200 и его аппроксимация функцией Гаусса. Зависимость погрешности восстановления продольной координаты σz(α) от угла поворота изображения при фиксированном числе фотонов N (б).

 

Для нахождения зависимости σz(N) были проведены измерения большого числа флуоресцентных меток, одновременно попадающих в поле зрения микроскопа. Был использован тот факт, что интенсивность люминесценции разных меток может существенно отличаться из-за отличия в квантовом выходе люминесценции. Для каждого из изображений в серии из 200 измерений были рассчитаны гистограммы распределения продольной координаты z при фиксированном значении угла α. Гистограммы были аппроксимированы с помощью функций Гаусса для получения оценки значений погрешности σz(N). Полученная зависимость σz(N) для объектов в фокальной плоскости (α ≈ 0) с использованием стационарного отражательного ДОЭ представлена на рис. 4а. Полученная кривая имеет вид близкий к обратной корневой зависимости от числа фотонов N, что находится в соответствии с зависимостью, приведенной в работе [24]. Точность восстановления продольной координаты σz меняется от ≈ 120 нм до ≈ 30 нм при изменении числа фотонов N от ≈ 103 до 2⋅104. Необходимо отметить, что увеличение числовой апертуры микрообъектива должно привести к пропорциональному увеличению точности восстановления координаты.

Зависимость погрешности восстановления продольной координаты σz(α) при фиксированном N представлена на рис. 4б. Видно, что в середине присутствует область со средним значением σz(α) ≈ 30 нм, а на краях наблюдается рост погрешности до значений σz ≈ 50 нм. Наблюдаемый в эксперименте рост погрешности связан с тем, что при больших значениях угла (по модулю) уменьшается эффективность преобразования пучка во вращающееся двухлепестковое изображение. Это приводит к уменьшению сигнала в главных максимумах дифракционного двулепесткового изображения и увеличению шумовой подставки и как следствие к росту ошибки определения координаты точечного излучателя.

Заключение

Таким образом, исследованы стационарные ДОЭ, позволяющие формировать двухлепестковые вращающиеся световые поля. Такие элементы могут модифицировать ФРТ флуоресцентных микроскопов для реализации экспериментов по трехмерному определению пространственного положения точечных излучателей с нанометровой точностью. Исследованные ДОЭ были изготовлены на БХЖ методом контактной печати и методом прямой лазерной записи по фоторезисту с последующим напылением слоя алюминия на сформированные структуры. Показано, что обе методики позволяют физически реализовать рабочую структуру ДОЭ, которая эффективно формирует двухлепестковую картину. Средняя эффективность работы ДОЭ, изготовленного методом прямой лазерной записи по фоторезисту составила ~ 76 %, что позволяет применять такие ДОЭ в задачах трехмерной локализационной микроскопии сверхвысокого разрешения.

Использование ДОЭ на БХЖ в системе люминесцентного трехмерного наноскопа позволило провести осевую локализацию положения точечных флуоресцентных меток с субдифракционной точностью. Показано, что погрешность определения координат имеет обратную корневую зависимость от числа накопленных фотонов N люминесценции и достигает значений ≈ 30 нм для N = 2⋅104 фотонов при использовании микрообъектива с числовой апертурой NA = 0.65.

Работы по изготовлению стационарного ДОЭ методом прямой лазерной записи по фоторезисту выполнялись за счет средств субсидии на финансовую поддержку государственного задания ИАиЭ СО РАН (гос. регистрационный № 124041700107-9) с использованием оборудования ЦКП «Спектроскопия и оптика» ИАиЭ СО РАН.

×

Авторлар туралы

D. Prokopova

Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: prokopovadv@lebedev.ru

Branch in Samara

Ресей, Samara

I. Eremchev

Institute of Spectroscopy of the Russian Academy of Sciences; Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: prokopovadv@lebedev.ru

Branch in Troitsk

Ресей, Moscow; Moscow

N. Losevsky

Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: prokopovadv@lebedev.ru

Branch in Samara

Ресей, Samara

D. Belousov

Institute of Automation and Electrometry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: prokopovadv@lebedev.ru
Ресей, Novosibirsk

S. Golubtsov

Institute of Automation and Electrometry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: prokopovadv@lebedev.ru
Ресей, Novosibirsk

S. Kotova

Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: prokopovadv@lebedev.ru

Branch in Samara

Ресей, Samara

А. Naumov

Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences; Moscow State Pedagogical University

Email: prokopovadv@lebedev.ru

Branch in Troitsk

Ресей, Moscow; Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Mockl L., Moerner W.E. // J. Amer. Chem. Soc. 2020. V. 142. No. 42. P. 17811.
  2. Naumov A., Eremchev I. Yu., Gorshelev A.A. // Eur. Phys. J. D. 2014. V. 68. P. 348.
  3. Hettich C., Schmitt C., Zitzmann J. et al. // Science. 2002. V. 298. No. 5592. P. 385.
  4. Еремчев И.Ю., Лозинг Н.А., Баев А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 108. № 1. С. 26, Eremchev I.Y., Lozing N.A., Baev A.A. et al. // JETP Lett. 2018. V. 108. No. 1. P. 30.
  5. Осадько И.С. // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 107. № 11. С. 755, Osad’ko I.S. // JETP Lett. 2018. V. 107. No. 11. P. 725.
  6. Naumov A.V., Gorshelev A.A., Gladush M.G. et al. // Nano Lett. 2018. V. 18. No. 10. P. 6129.
  7. Гладуш М.Г., Аникушина Т.А., Горшелев А.А. и др. // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. № 5. С. 771, Gladush M.G., Anikushina T.A., Gorshelev A.A. et al. // JETP. 2019. V. 128. No. 5. P. 655.
  8. Moerner W.E. // Angew. Chem. Int. Edit. 2015. V. 54. No. 28 P. 8067.
  9. Betzig E. // Angew. Chem. Int. Edit. 2015. V. 54. No. 28. P. 8034.
  10. Hell S.H. // Angew. Chem. Int. Edit. 2015. V. 54. No. 28. P. 8054.
  11. Greengard A., Schechner Y., Piestun R. // Opt. Lett. 2006. V. 31. No. 2. P. 181.
  12. Huang B., Wang W., Bates M., Zhuang X. // Science. 2008. V. 319. No. 5864. P. 810.
  13. Shechtman Y., Sahl S.J., Backer A.S., Moerner W.E. // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. No. 13. Art. No. 133902.
  14. Pavani S.R.P., Piestun R. // Opt. Express. 2008. V. 16. No. 5. P. 3484.
  15. Grover G., DeLuca K., Quirin S.et al. // Opt. Express. 2012. V. 20. No. 24. P. 26681.
  16. Baranek M., Bouchal Z. // JEOS-RP. 2013. V. 8. Art. No. 13017.
  17. Anand V., Khonina S., Kumar R. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2022. V. 17. No. 1. P. 1.
  18. Прокопова Д.В., Котова С.П., Самагин С.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 8. С. 1205, Prokopova D.V., Kotova S.P., Samagin S.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 8. P. 928.
  19. Волостников В.Г., Воронцов Е.Н., Котова С.П. и др. // Изв. вузов. Физика. 2015. Т. 58. № 11—3. С. 73.
  20. Прокопова Д.В., Воронцов Е.Н., Лосевский Н.Н., Разуева Е.В. // Изв. Самар. НЦ РАН. 2015. Т. 17. № 2. С. 97.
  21. Волостников В.Г., Воронцов Е.Н., Котова С.П. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2016. Т. 80. № 7. С. 841, Volostnikov V.G., Vorontsov E.N., Kotova S.P. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2016. V. 80. No. 7. P. 766.
  22. Воронцов Е.Н., Лосевский Н.Н., Прокопова Д.В., и др. // Комп. оптика. 2016. Т. 40. № 2. С. 158.
  23. Прокопова Д.В., Воронцов Е.Н., Котова С.П. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 12. С. 1612, Prokopova D.V., Vorontsov E.N., Kotova S.P. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 12. P. 1453.
  24. Еремчев И.Ю., Прокопова Д.В., Лосевский Н.Н. и др. // УФН. 2022. Т. 192. № 6. С. 663, Eremchev I.Y., Prokopova D.V., Losevskii N.N. et al. // Phys. Usp. 2022. V. 65. No. 6. P. 617.
  25. Abramochkin E., Volostnikov V. // Opt. Commun. 1993. V. 102. No. 3—4. P. 336.
  26. Абрамочкин Е.Г., Волостников В.Г. // УФН. 2004. Т. 174. № 12. С. 1273, Abramochkin E.G., Volostnikov V.G. // Phys. Usp. 2004. V. 47. No. 12. P. 1177.
  27. Абрамочкин Е.Г., Волостников В.Г. Современная оптика гауссовых пучков. М.: Физматлит, 2010. 184 с.
  28. https://www.hamamatsu.com/us/en/product/optical-components/lcos-slm/priciple.html.
  29. Воронцов Е.Н., Котова С.П., Лосевский Н.Н. и др. // Кратк. сообщ. по физ. ФИАН. 2018. Т. 45. № 3. С. 9, Vorontsov E.N., Kotova S.P., Losevsky N.N. et al. // Bull. Lebedev Phys. Inst. 2018. V. 45. No. 3. P. 71.
  30. Прокопова Д.В., Котова С.П. // Фотоника. 2020. Т. 14. № 2. С. 170, Prokopova D.V., Kotova S.P. // Photonics Russ. V. 14. No. 2. P. 170.
  31. Korolkov V.P., Pruss C., Reichelt S., Tiziani H.J. // Proc. SPIE. 2002. V. 4900. P. 873.
  32. Korolkov V.P., Nasyrov R.K., Shimansky R.V. // Appl. Optics. 2006. V. 45. No. 1. P. 53.
  33. Xie S., Erjawetz J., Schuster C., Schift H. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2021. V. 39. No. 5. Art. No. 052603.
  34. https://heidelberg-instruments.com/product/dwl-66-laser-lithography-system.
  35. Баев А.А., Роженцов А.А., Наумов А.В., Еремчев И.Ю. Программа для распознавания двулепестковых изображений люминесцирующих наночастиц для трехмерной микроскопии сверхвысокого разрешения. Свид. о гос. рег. прогр. для ЭВМ № 2022611212, 2022.
  36. Еремчев И.Ю., Лозинг Н.А., Гладуш М.Г. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 11. С. 1624, Eremchev I.Y., Lozing N.A., Gladush M.G. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2018. V. 82. No. 11. P. 1482.
  37. Gritchenko A.S., Eremchev I.Y., Naumov A.V., et al. // Opt. Laser Technol. 2021. V. 143. Art. No. 107301.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Phase function of the DOE optimized for operation in a three-dimensional nanoscope (a). Intensity distributions formed by the DOE manufactured by direct laser writing on photoresist at different distances near the focal plane of a lens with F = 250 mm (b). The frame side size is 2 mm.

Жүктеу (164KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Installation diagram of a three-dimensional nanoscope with a stationary reflective DOE.

Жүктеу (403KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Two-lobe images of point fluorescent labels in a 3-D nanoscope with a stationary DOE; for different positions of the emitters relative to the focal plane of the microscope δz: −2 (a1); −1 (a2); 0 (a3) ​​and 1.5 μm (a4). Dependence of the rotation angle of the two-lobe image α on the distance δz (b). Dots are experimentally measured values; the red line is a linear approximation of the dependence.

Жүктеу (345KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Accuracy of axial coordinate reconstruction. Dependence of the accuracy of longitudinal coordinate reconstruction of point fluorescent labels on the number of registered photons N for the tilt angle α ~ 0° (a). The inset shows an example of the distribution of reconstructed longitudinal coordinates z; obtained in a series of measurements n = 200 and its approximation by the Gaussian function. Dependence of the longitudinal coordinate reconstruction error σz(α) on the image rotation angle for a fixed number of photons N (b).

Жүктеу (240KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».