Mesa+ gebruikt lichtverstrooiing voor beter microscoopbeeld

Mesa+-onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om de scherpte van een lichtmicroscoop te verbeteren met behulp van de verstrooiing van het licht. Normaal gesproken wordt getracht verstrooiing zo veel mogelijk te voorkomen, omdat dit de resolutie en het contrast verslechtert. In het nieuwe tijdschrift Optica beschrijven de onderzoekers echter hoe verstrooiende materialen de scherpte van het beeld juist aanzienlijk kunnen verbeteren. De onderzoekers hebben de nieuwe methode Speckle Correlation Resolution Enhancement (Score) gedoopt.

In een gewone microscoop is de resolutie beperkt door de diffractielimiet van het licht. De afgelopen jaren is die limiet doorbroken met methoden die de belichting structureren en vervolgens het beeld berekenen uit een serie opnamen onder verschillende belichtingen. De numerieke apertuur van de gebruikelijke lensmaterialen, die het licht niet verstrooien, voorkomt echter dat de resolutie verder opgeschroefd kan worden.

De methode van de UT’ers bouwt voort op eerder werk waarin werd aangetoond dat verstrooiing in materialen gebruikt kan worden om objecten met hoge resolutie waar te nemen. In de nieuwe methode wordt het object (in het experiment een verzameling van fluorescerende nanodeeltjes) op een ondergrond van galliumfosfide geplaatst, dat het licht sterk verstrooit. Dit materiaal werkt in feite als lens met hoge NA. Wanneer het van de achterkant belicht wordt met een laser, ontstaat een spikkelpatroon. Door dat over het object heen te scannen en de serie opnamen te combineren met een lage-resolutieafbeelding van een gewone microscooplens, kan niet alleen een scherp beeld worden berekend, dat kan ook nog eens over een breed gezichtsveld gedaan worden.