Quantum Microscopy of Biological Systems (eBook)
XIX, 195 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-319-18938-3 (ISBN)
This thesis reports on the development of the first quantum enhanced microscope and on its applications in biological microscopy. The first quantum particle-tracking microscope, described in detail here, represents a pioneering advance in quantum microscopy, which is shown to be a powerful and relevant technique for future applications in science and medicine.
The microscope is used to perform the first quantum-enhanced biological measurements -- a central and long-standing goal in the field of quantum measurement. Sub diffraction-limited quantum imaging is achieved, also for the first time, with a scanning probe imaging configuration allowing 10-nanometer resolution.
Introduction.- Practical Quantum Measurements.- Introductory Theory of Optical Tweezers.- The Total Information Carried by the Light.- The Quantum Noise Limit for a Specific Measurement.- Characterizing Quadrant Detection.- Interferometer Enhanced Particle Tracking.- Homodyne Based Particle Tracking.- Lock-In Particle Tracking.- Selective Measurement by Optimized Dark-Field Illumination Angle.- Technical Constraints on Sensitivity.- Surpassing the Quantum Limit.- Biological Measurement Beyond the Quantum Limit.- Sub diffraction-Limited Quantum Imaging of a Living Cell.- Further Extensions.- Summary and Conclusion.
| Erscheint lt. Verlag | 26.5.2015 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Springer Theses | Springer Theses |
| Zusatzinfo | XIX, 195 p. 66 illus., 27 illus. in color. |
| Verlagsort | Cham |
| Sprache | englisch |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Biologie |
| Naturwissenschaften ► Chemie ► Physikalische Chemie | |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie | |
| Technik | |
| Schlagworte | Optical Tweezers • Optomechanics and Quantum Imaging • particle tracking • Quantum Enhanced Microscope • Quantum Imaging in Biology • quantum metrology • Quantum Microscope • Quantum Shot Noise Limit • Squeezed Light |
| ISBN-10 | 3-319-18938-7 / 3319189387 |
| ISBN-13 | 978-3-319-18938-3 / 9783319189383 |
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