受激发射损耗（STED）显微镜用于执行超分辨成像，可检测亚微米级别的细节，衍射涡旋相位板使它们成为可能。怎么学习
简介
受激发射损耗（STED）显微术是一种在显微术中实现超分辨率的技术，它能够分辨小于光学系统衍射极限的亚微米细节。
这是为了绕过光学显微镜的衍射极限而开发（这是传统光学显微镜分辨率的主要限制），它通过环形（甜甜圈）照明模式照亮荧光团来产生超分辨率图像，从而耗尽甜甜圈外部的荧光，使样品焦点处的照明面积最小化，并提高给定系统的可实现分辨率。
通过使用荧光团的非线性响应，受激发射损耗（STED）显微术迫使甜甜圈轮廓处的激发荧光团以更长的波长发射，然后被光学过滤掉。只剩下来自亚衍射极限的小区域的荧光，从而实现超分辨率。
受激发射损耗（STED）显微镜操作原理
典型的受激发射损耗（STED）显微镜系统包括两个独立的光学通道：一个是用于长波长（红色）损耗激光，另一个是用于短波长（绿色）激发激光。这两个光束通道通过分色镜组合在同一光路中，然后通过物镜聚焦到样品上。从样品中反射出来的荧光进入检测器中。图1所示性地描述了这种设置。
激发通道被物镜聚焦，而耗尽通道在被物镜聚焦之前通过涡旋相位板传播，或者称为涡旋透镜（VL）传播。涡流板在入射的高斯光束上添加一个螺旋波前，以便在物镜的焦平面将其转换成一个环形光束。在焦平面产生的环形光束与Gauss-Laguerre 01激光模式具有相同的光学特性。
STED系统中的涡旋激光束，即损耗激光，可以使用单个 涡旋板衍射光学元件（DOE)）很容易地产生。
衍射光学元件综述
衍射光学元件（DOE）是微光学窗口式相位元件，设计用于修改通过它们传播的光的相位，并创建各种整形功能。使用衍射光学元件（DOE）可实现的主要光学功能包括多通道分束、空间光束整形和光束聚焦整形。衍射光学元件（DOE）可实现的空间光束形状还包括环形和圆环形状，例如受激发射损耗（STED）系统中使用的涡旋相位板衍射光学元件（DOE）。
衍射光学元件（DOE）的主要制造过程包括几个重复的步骤，包括光刻胶晶片涂层，随后直接紫外光刻，直接蚀刻到熔融石英衬底上，并重复在毫米级厚度的光学窗口表面产生二元图案微结构。为了实现最佳的光学效率，通常建议采用4个以上光刻步骤，形成16级微结构。衍射光学元件（DOE）制造过程的最后一步是部署一层抗反射涂层。图2显示了一个通过光学分布仪测量的、产生光学涡旋光束的16级涡旋板的实际衍射结构。
由于这种生产工艺，衍射光学元件（DOE）提供了完美的角度精度与极低的制造公差。它们扁平、轻薄，易于集成到任何光路中。除了上述优点之外，熔融石英制造的衍射光学元件（DOE）具有优异的激光损伤阈值、表面偏差、显微粗糙度和机械性能。在许多情况下，衍射光学元件（DOE）提供了一种比折射光学元件更具成本效益的光束整形方法，通常需要复杂的光电机械装置，这使得在生命周期价值方面，衍射光学元件（DOE）成为一种更可靠的解决方案。
受激发射损耗（STED）显微镜是一种测量亚微米结构的技术，它要求系统具有高度精确性和准确性，否则，整体性能可能会受到严重影响。由于具有上述所有优点，以及Holo/Or涡旋相位板衍射光学元件（DOE）对偏振不敏感，且不需要旋转对准，因此它们成为STED系统的完美解决方案。
Holo/Or提供多种多样的涡旋相位板衍射光学元件（DOE）。为了计算涡旋相位板的环和孔的直径，Holo/Or创建了这款光学 涡流计算器，以帮助我们的客户选择符合其需求的零件。
TL；DR – 问答
什么是受激发射损耗（STED）显微术？
受激发射损耗（STED）显微术是一种能够实现超分辨成像的技术，可检测亚微米级别的细节。
受激发射损耗显微镜的工作原理是什么？
受激发射损耗系统使用两个独立的光学通道组合在同一光路上，并通过物镜聚焦在一个样品上。损耗通道在被物镜聚焦之前，通过涡旋相位板传播，在物镜的焦平面上将光束分布转换成一个环形光束。
如何生成环形光束？
衍射涡旋相位板产生一个环形光束，其环和孔的尺寸受到控制.
在受激发射损耗（STED）显微镜系统中，衍射涡旋相位板的优势有哪些？
衍射涡旋相位板和所有衍射光学元件一样，是扁平、轻薄的。这种生产工艺提供了完美的角度精度与极低的制造公差，并且当采用熔融石英窗口材料制造时，它们具有优异的激光损伤阈值、表面偏差、显微粗糙度和机械性能。Holo/Or的涡旋相位板对偏振不敏感，因此不需要旋转对准
