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无标记深亚波长光学显微镜
图 1. 成像装置和物理训练装置。待成像的二聚体被放置在物体平面上，通过低数值孔径透镜 L1（NA=0.3）用波长为 λ = 795nm 的相干激光光源照射。在二聚体上衍射的光通过高数值孔径透镜 L2（NA=0.9）在距离二聚体 h = 2λ 处成像（a）。通过在玻璃基板上的铬膜上聚焦离子铣削制造 12 x 12 = 144 个二聚体狭缝组（b）；二聚体的狭缝具有随机宽度 A 和 C，并且以距离 B 随机间隔。在每个二聚体附近制造一个方形对准标记（c）。记录在每个二聚体上衍射的相干光的强度图案。图 (d) 显示了 50λ 宽视场中二聚体的特征衍射图案。
深亚波长光学成像 - ePrints Soton
图 2. 未知二聚体的成像。记录未知二聚体 (a) 的衍射图 (b) 的强度分布。经训练的神经网络 (c) 通过衍射图检索二聚体的尺寸 A、B 和 C。图板 (eg) 展示了二聚体检索到的尺寸 A (e)、B (f) 和 C (g) 与真实尺寸的比较。真实尺寸 (红色方块) 在扫描电子显微镜中测量一组 N=14 次测量。对 500 个不同的训练网络评估检索到的尺寸，从而得出检索值的分布。蓝色和灰色圆圈对应该分布的第 1 和第 3 四分位数，而橙色圆圈对应中位数。该系列中的二聚体是“看不见的”：它们的大小是随机的，并且未在网络训练过程中使用。检索到的尺寸与地面真实值（SEM 测量的真实值）的分散性表征了显微镜的分辨能力，对于所有二聚体尺寸，该分辨能力均优于 λ/20。