清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Quantum-enhanced nonlinear microscopy

显微镜 显微镜 光子 光学 随机性 噪音(视频) 物理 拉曼光谱 散粒噪声 量子极限 量子噪声 信噪比(成像) 量子 探测器 量子力学 计算机科学 数学 人工智能 图像(数学) 统计
作者
Catxere A. Casacio,Lars S. Madsen,Alex Terrasson,Muhammad Waleed,Kai Barnscheidt,Boris Hage,Michael A. Taylor,Warwick P. Bowen
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:594 (7862): 201-206 被引量:294
标识
DOI:10.1038/s41586-021-03528-w
摘要

The performance of light microscopes is limited by the stochastic nature of light, which exists in discrete packets of energy known as photons. Randomness in the times that photons are detected introduces shot noise, which fundamentally constrains sensitivity, resolution and speed1. Although the long-established solution to this problem is to increase the intensity of the illumination light, this is not always possible when investigating living systems, because bright lasers can severely disturb biological processes2–4. Theory predicts that biological imaging may be improved without increasing light intensity by using quantum photon correlations1,5. Here we experimentally show that quantum correlations allow a signal-to-noise ratio beyond the photodamage limit of conventional microscopy. Our microscope is a coherent Raman microscope that offers subwavelength resolution and incorporates bright quantum correlated illumination. The correlations allow imaging of molecular bonds within a cell with a 35 per cent improved signal-to-noise ratio compared with conventional microscopy, corresponding to a 14 per cent improvement in concentration sensitivity. This enables the observation of biological structures that would not otherwise be resolved. Coherent Raman microscopes allow highly selective biomolecular fingerprinting in unlabelled specimens6,7, but photodamage is a major roadblock for many applications8,9. By showing that the photodamage limit can be overcome, our work will enable order-of-magnitude improvements in the signal-to-noise ratio and the imaging speed. A quantum microscope obtains signal-to-noise beyond the photodamage limits of conventional microscopy, revealing biological structures within cells that would not otherwise be resolved.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
27秒前
夏虫语冰发布了新的文献求助30
31秒前
烟花应助宝贝888888采纳,获得10
42秒前
1分钟前
默默无闻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
andre20完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
CRUSADER发布了新的文献求助10
1分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助枯藤老柳树采纳,获得10
1分钟前
likexin完成签到,获得积分10
2分钟前
典雅三颜完成签到 ,获得积分10
2分钟前
CRUSADER完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI2S应助枯藤老柳树采纳,获得10
2分钟前
古炮完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
枯藤老柳树完成签到,获得积分10
2分钟前
宝贝888888发布了新的文献求助10
2分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
乖少饲养员完成签到,获得积分10
4分钟前
记上没文献了完成签到 ,获得积分10
4分钟前
之贻完成签到,获得积分10
4分钟前
xz完成签到,获得积分20
4分钟前
naczx完成签到,获得积分0
5分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
紫熊发布了新的文献求助30
5分钟前
allrubbish完成签到,获得积分10
5分钟前
5分钟前
LINDENG2004完成签到 ,获得积分10
6分钟前
宝贝888888发布了新的文献求助10
6分钟前
Raunio完成签到,获得积分10
7分钟前
麻花阳应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
2026 Hospital Accreditation Standards 500
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6272226
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8091714
关于积分的说明 16913552
捐赠科研通 5342906
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841248
邀请新用户注册赠送积分活动 1818493
关于科研通互助平台的介绍 1675860