光片顯微鏡技術(shù)：探索不同光片的特性與應(yīng)用

圖 1 通過展示不同類型光片在樣品體積中的強(qiáng)度分布，比較了這些光片在實(shí)際應(yīng)用中的效果和特點(diǎn)。通過對(duì)比，可以更直觀地了解每種光片類型在特定應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。

高斯光束以其生成和控制的簡(jiǎn)便性著稱。通過標(biāo)準(zhǔn)的圓柱透鏡或聚焦透鏡即可生成高斯光束，光束能量集中在中心，呈高斯分布。

高斯光束在軸向分辨率方面表現(xiàn)出色，能夠清晰分辨樣品中的細(xì)節(jié)。其單一主瓣結(jié)構(gòu)減少了成像中的背景噪聲，提高了圖像對(duì)比度。在厚樣品中成像時(shí)，高斯光束產(chǎn)生的散射偽影較少，圖像清晰度更高。因此，對(duì)于需要高分辨率和高對(duì)比度、光敏感或標(biāo)記密集的樣品，高斯光束是理想的選擇。

貝塞爾光束通過相位調(diào)制裝置生成，具有自重建特性，能夠在遇到障礙后重建其初始強(qiáng)度分布。這使得貝塞爾光束在較大范圍內(nèi)保持高分辨率成像成為可能。

貝塞爾光束在大視野范圍內(nèi)提供高分辨率成像，特別是在雙光子激發(fā)下，其軸向分辨率顯著提高，適合三維大尺度樣品的成像。然而，貝塞爾光束的旁瓣結(jié)構(gòu)可能引入更多背景信號(hào)，降低圖像對(duì)比度。對(duì)于需要在大范圍內(nèi)保持高分辨率成像的實(shí)驗(yàn)，如三維大尺度樣品成像，貝塞爾光束是zuijia選擇。

Airy光束通過施加立方相位調(diào)制生成，具有“香蕉"形的彎曲形態(tài)和自重建特性，能夠在遇到散射或吸收障礙時(shí)部分恢復(fù)其初始形態(tài)。

Airy光束在復(fù)雜環(huán)境中成像表現(xiàn)優(yōu)異，特別是在高散射介質(zhì)中。盡管其旁瓣增加了光片厚度，可能降低圖像對(duì)比度，但在特定應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)依然明顯。Airy光束適用于需要在復(fù)雜環(huán)境中成像的實(shí)驗(yàn)，尤其是在高散射介質(zhì)中的應(yīng)用。

晶格光束是貝塞爾光束的衍生，利用多個(gè)貝塞爾光束的相干疊加形成。其優(yōu)勢(shì)在于提供了更高的時(shí)空分辨率和更好的光片均勻性。

這種光束能夠在較大的視野范圍內(nèi)保持一致的分辨率，但生成復(fù)雜，需要精確的光學(xué)控制。對(duì)于需要高時(shí)空分辨率的實(shí)驗(yàn)，如觀察細(xì)胞內(nèi)部動(dòng)態(tài)過程，晶格光束是理想選擇。

聚焦平頂光束通過均勻照明背焦平面生成，光束在焦平面上形成均勻的亮斑，通常稱為Airy盤。

這種光束在軸向和橫向分辨率之間提供了良好的平衡，適用于需要均勻照明的實(shí)驗(yàn)。雖然生成相對(duì)復(fù)雜，但在需要高均勻性的成像應(yīng)用中，聚焦平頂光束表現(xiàn)出色。

球差光束通過施加球面相位調(diào)制生成，能夠在折射率失配的情況下保持較長(zhǎng)的焦深。其優(yōu)勢(shì)在于在不同介質(zhì)中保持一致的成像質(zhì)量。

對(duì)于需要在不同介質(zhì)中成像的實(shí)驗(yàn)，尤其是需要在透明介質(zhì)和高折射率介質(zhì)之間切換的應(yīng)用，球差光束是理想選擇。

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