High-Resolution Extreme Ultraviolet Microscopy: Imaging of Artificial and Biological Specimens with Laser-Driven Ultrafast XUV Sources

این پایان نامه رویکردهای جدید و اجرای میکروسکوپ با وضوح بالا در رژیم نور فرابنفش شدید را توصیف می کند. استفاده از تشعشعات طول موج کوتاه تولید شده توسط لیزر منسجم برای روشنایی نمونه ها امکان تصویربرداری فراتر از وضوح میکروسکوپ های نور مرئی را فراهم می کند. مایکل زورچ یک نمای کلی از اصول و تکنیک‌های درگیر ارائه می‌دهد که از طرح تبدیل فرکانس مبتنی بر لیزر و اجرای فنی آن و همچنین ملاحظات کلی تصویربرداری مبتنی بر پراش در وضوح فضایی نانوسکوپی شروع می‌شود. آزمایش‌های روی هولوگرافی دیجیتال درون خطی و تصویربرداری پراش منسجم نمونه‌های مصنوعی و بیولوژیکی در این کتاب نشان داده شده و مورد بحث قرار گرفته‌اند. در زمینه تصویربرداری بیولوژیکی، یک طرح طبقه‌بندی سلولی برنده جایزه جدید و اولین کاربرد آزمایشی آن برای شناسایی سلول‌های سرطان پستان معرفی شده‌اند. در نهایت، این کتاب یک تکنیک جدید توسعه‌یافته برای تولید روشنایی ساختاریافته با استفاده از به اصطلاح پرتوهای گرداب نوری در رژیم شدید فرابنفش را ارائه می‌کند و قابلیت استفاده عمومی آن را برای تصویربرداری با وضوح فوق‌العاده پیشنهاد می‌کند.

This thesis describes novel approaches and implementation of high-resolution microscopy in the extreme ultraviolet light regime. Using coherent ultrafast laser-generated short wavelength radiation for illuminating samples allows imaging beyond the resolution of visible-light microscopes. Michael Zürch gives a comprehensive overview of the fundamentals and techniques involved, starting from the laser-based frequency conversion scheme and its technical implementation as well as general considerations of diffraction-based imaging at nanoscopic spatial resolution. Experiments on digital in-line holography and coherent diffraction imaging of artificial and biologic specimens are demonstrated and discussed in this book. In the field of biologic imaging, a novel award-winning cell classification scheme and its first experimental application for identifying breast cancer cells are introduced. Finally, this book presents a newly developed technique of generating structured illumination by means of so-called optical vortex beams in the extreme ultraviolet regime and proposes its general usability for super-resolution imaging.