Surmonter la limite de résolution optique
L'assistance de microsphères permet des mesures de topographie interférométrique
Lors de mesures avec de la lumière, l'étendue latérale des structures qui peuvent être résolues par un système d'imagerie optique est fondamentalement limitée par la diffraction. Surmonter cette limitation est un sujet de grand intérêt dans la recherche récente, et plusieurs approches ont été publiées dans ce domaine. Dans une étude récente publiée dans le Journal of Optical Microsystems, une équipe de chercheurs de l'université de Kassel en Allemagne présente une approche qui utilise des microsphères placées directement sur la surface de l'objet pour repousser les limites des mesures de topographie interférométrique pour la résolution optique de petites structures.
Des microsphères placées sur un spécimen dans une configuration de microscope interférentiel permettent de réaliser des mesures topographiques de structures en dessous de la limite de résolution physique.
The Authors
L'imagerie en dessous de la limite de résolution est souvent obtenue avec des systèmes qui utilisent le marquage de la sonde, comme la microscopie à fluorescence, qui nécessite la préparation de l'échantillon. D'autres systèmes, tels que les microscopes à force atomique, peuvent fournir une résolution latérale 20 fois meilleure que les systèmes optiques limités par la diffraction. Cependant, ils reposent sur des principes de mesure tactiles qui peuvent être inadaptés à certaines applications, notamment en bio-imagerie. Par conséquent, l'assistance de microsphères peut constituer une solution pour une imagerie rapide et sans marquage en dessous de la limite de diffraction.
Une configuration d'interféromètre Linnik comprenant deux objectifs de microscope à haute résolution permet des mesures topographiques rapides et sans contact de structures fines. La réalisation d'un balayage en profondeur permet d'acquérir des informations de phase qui peuvent être utilisées pour reconstruire la topographie de la surface. Avec une microsphère supplémentaire dans le trajet d'imagerie, la limite de diffraction physique de ce système est étendue.
Bien que les études expérimentales aient montré des résultats prometteurs, les explications théoriques concernant les mécanismes d'imagerie pertinents permettant l'amélioration de la résolution sont restées floues jusqu'à présent. Les mécanismes pertinents ont été examinés au moyen d'une analyse dans le domaine des fréquences spatiales 3D ainsi que par comparaison avec des simulations rigoureuses et des calculs de traçage de rayons. Les investigations dans le domaine de Fourier donnent les fréquences spatiales transmises par la microsphère dans le champ lointain et obtenues par l'objectif du microscope. En combinaison avec les simulations rigoureuses du champ proche résultant, cela permet une simulation complète du processus d'imagerie avec des microsphères, et donc, des investigations approfondies peuvent être réalisées. En outre, le traçage de rayons permet d'étudier la propagation des rayons lumineux individuels à l'intérieur de la microsphère et contribue ainsi à une meilleure compréhension des principaux effets physiques.
"Dans la recherche récente ainsi que dans les applications industrielles, il y a un besoin de systèmes de mesure rapides en dessous de la limite de résolution physique qui ne nécessitent pas de préparation extensive des échantillons. La microscopie interférentielle assistée par microsphères permet de telles mesures topographiques optiques de surface, et ce travail contribue à une meilleure compréhension des mécanismes physiques sous-jacents", a déclaré Lucie Hüser, auteur principal de l'article.
Les résultats des chercheurs fournissent des outils utiles pour une meilleure compréhension de l'interférométrie assistée par microsphères, qui peuvent être utilisés pour élargir les connaissances sur les mécanismes physiques de l'interférométrie assistée par microsphères. De plus, l'agrandissement effectif de l'ouverture numérique du système incluant la microsphère et le champ de vision plutôt petit sous la microsphère est probablement le mécanisme le plus pertinent permettant des mesures topographiques en dessous de la limite de résolution.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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