Sistema de microscopio de súper resolución

El principio de la microscopía de reconstrucción óptica estocástica

El procesamiento analítico de los patrones de moiré grabados producidos por la superposición de un patrón de alta frecuencia espacial conocido, restaura matemáticamente la estructura sub-resuelta de una muestra.

La utilización de una interferencia de láser de alta frecuencia espacial para iluminar la estructura sub-resuelta dentro de una muestra produce franjas moiré, que son capturadas. Estas franjas moiré incluyen información modulada de la estructura sub-resuelta del espécimen.

A través del procesamiento de imágenes, la información desconocida de la muestra se puede recuperar para lograr una resolución más allá del límite de los microscopios ópticos convencionales.

La iluminación con un patrón de frecuencia espacial alto conocido permite la extracción de información de superresolución de las franjas de moiré resultantes.


Cree imágenes de súper resolución procesando múltiples imágenes de patrones moiré

Una imagen de patrones moiré capturados en este proceso incluye información de las estructuras diminutas dentro de una muestra. Se capturan múltiples fases y orientaciones de iluminación estructurada, y la información desplazada de " súper resolución " se extrae de la información de moiré marginal. Esta información se combina matemáticamente en "Fourier" o espacio de apertura y luego se transforma nuevamente en espacio de imagen, creando una imagen con el doble del límite de resolución convencional.

Capture imágenes múltiples con iluminación estructurada que desplazada en fase.

Repita este proceso en tres ángulos diferentes. Estas imágenes se procesan usando algoritmos avanzados para obtener imágenes de súper resolución.


Utilizando iluminación de rayas de alta frecuencia para duplicar la resolución

La captura de información de alta resolución y alta frecuencia espacial está limitada por la Apertura Numérica (NA) de los objetivos, y por lo tanto las frecuencias espaciales de la estructura más allá de la apertura del sistema óptico son excluidas (Figura A). Al iluminar la muestra con iluminación estructurada de alta frecuencia, que se multiplica por la estructura desconocida en la muestra más allá del límite de resolución clásico, se obtiene la información de "súper-resolución" desplazada dentro de la apertura del sistema óptico (Fig. B).

Cuando esta información de "súper resolución" se combina matemáticamente con la información estándar capturada por la lente del objetivo, da como resultado resoluciones equivalentes a las capturadas con objetivos con aproximadamente el doble de apertura numérica (figura C).

Fig. A: La resolución está limitada por la apertura numérica del objetivo

Fig. B: El producto de la Iluminación estructurada y la estructura de la muestra normalmente no resoluble producen franjas de moiré grabables que contienen la información de la muestra al doble del límite de resolución convencional.

Fig. C: Se logran imágenes con resoluciones equivalentes a las capturadas con objetivos con aproximadamente el doble de apertura numérica.