Abstract

We experimentally demonstrate the use of annular beams to improve lateral resolution in laser-diode-based pump–probe microscopy. We found that the width of the point-spreading function in the case of the annular pump–probe beams is 162 nm, which is 30% smaller than that of the circular beams (232 nm). Furthermore, side lobes were efficiently suppressed at the focal plane since the pump–probe signal is proportional to the product of the two beam intensities. This scheme is demonstrated for the photothermal signal of nonfluorescent gold nanoparticles and the stimulated emission signal of fluorescence beads.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
    [CrossRef]
  2. S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
    [CrossRef]
  3. L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
    [CrossRef]
  4. D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, B. J. Chen, G. Yurtserver, and W. S. Warren, Opt. Lett. 32, 2641 (2007).
    [CrossRef]
  5. T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
    [CrossRef]
  6. D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
    [CrossRef]
  7. T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).
  8. M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
    [CrossRef]
  9. T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).
  10. J. Miyazaki, H. Tsurui, A. Hayashi-Takagi, H. Kasai, and T. Kobayashi, Opt. Express 22, 9024 (2014).
    [CrossRef]
  11. V. N. Mahajan, J. Opt. Soc. Am. A 3, 470 (1986).
    [CrossRef]
  12. S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
    [CrossRef]
  13. M. O. Cambaliza and C. Saloma, Opt. Commun. 184, 25 (2000).
    [CrossRef]
  14. P. P. Mondal and A. Diaspro, Opt. Commun. 281, 1855 (2008).
    [CrossRef]
  15. K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
    [CrossRef]
  16. E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
    [CrossRef]
  17. G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
    [CrossRef]
  18. B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
    [CrossRef]
  19. S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
    [CrossRef]
  20. K. Kitamura, K. Sakai, and S. Noda, Opt. Express 18, 4518 (2010).
    [CrossRef]
  21. S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
    [CrossRef]
  22. A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
    [CrossRef]
  23. J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
    [CrossRef]
  24. M. Selmke and F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 110, 103901 (2013).
    [CrossRef]
  25. P. Dufour, M. Piche, Y. De Koninck, and N. McCarthy, Appl. Opt. 45, 9246 (2006).
    [CrossRef]

2014 (2)

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

J. Miyazaki, H. Tsurui, A. Hayashi-Takagi, H. Kasai, and T. Kobayashi, Opt. Express 22, 9024 (2014).
[CrossRef]

2013 (2)

M. Selmke and F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 110, 103901 (2013).
[CrossRef]

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
[CrossRef]

2011 (2)

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

2010 (3)

K. Kitamura, K. Sakai, and S. Noda, Opt. Express 18, 4518 (2010).
[CrossRef]

S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
[CrossRef]

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
[CrossRef]

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
[CrossRef]

2008 (3)

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

P. P. Mondal and A. Diaspro, Opt. Commun. 281, 1855 (2008).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

2006 (2)

P. Dufour, M. Piche, Y. De Koninck, and N. McCarthy, Appl. Opt. 45, 9246 (2006).
[CrossRef]

E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
[CrossRef]

2000 (2)

M. O. Cambaliza and C. Saloma, Opt. Commun. 184, 25 (2000).
[CrossRef]

B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
[CrossRef]

1995 (1)

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

1986 (1)

1979 (1)

G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
[CrossRef]

Akimoto, R.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Avramescu, A.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Barends, P.

G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
[CrossRef]

Bera, S.

S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
[CrossRef]

Bergstrom, D. E.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Blom, P.

G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
[CrossRef]

Botcherby, E. J.

E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
[CrossRef]

Brakenhoff, G. J.

G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
[CrossRef]

Brown, W. P.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Bruederl, G.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Cambaliza, M. O.

M. O. Cambaliza and C. Saloma, Opt. Commun. 184, 25 (2000).
[CrossRef]

Chen, B. J.

Cheng, J. X.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Chong, S.

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Chong, S. S.

S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
[CrossRef]

Cichos, F.

M. Selmke and F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 110, 103901 (2013).
[CrossRef]

De Koninck, Y.

Delaney, J. K.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Diaspro, A.

P. P. Mondal and A. Diaspro, Opt. Commun. 281, 1855 (2008).
[CrossRef]

Dolash, B. D.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Dufour, P.

Eichler, C.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Fischer, M. C.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Fu, D.

T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, B. J. Chen, G. Yurtserver, and W. S. Warren, Opt. Lett. 32, 2641 (2007).
[CrossRef]

Fujisaki, S.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Glass, K. E.

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

Grichnik, J.

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

Hanninen, P. E.

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

Hasama, T.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Hayashi-Takagi, A.

Hecht, B.

B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
[CrossRef]

Hell, S. W.

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

Holtom, G. R.

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Hong, L.

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

Ippolito, S. B.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Ishikawa, H.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Jung, Y.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Juškaitis, R.

E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
[CrossRef]

Kasai, H.

Kasai, J.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Kitamura, K.

Kobayashi, T.

Kuusisto, A.

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

Lermer, T.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Liu, Y.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Lu, S.

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Lutgen, S.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Mahajan, V. N.

Matthews, T. E.

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, B. J. Chen, G. Yurtserver, and W. S. Warren, Opt. Lett. 32, 2641 (2007).
[CrossRef]

McCarthy, N.

Miles, D. L.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Min, W.

S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
[CrossRef]

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Miyazaki, J.

Mondal, P. P.

S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
[CrossRef]

P. P. Mondal and A. Diaspro, Opt. Commun. 281, 1855 (2008).
[CrossRef]

Müller, J.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Noda, S.

Novotny, L.

B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
[CrossRef]

Palmer, M.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Piche, M.

Piletic, I. R.

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

Purnapatra, S. B.

S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
[CrossRef]

Ramsay, E.

K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
[CrossRef]

Reid, D. T.

K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
[CrossRef]

Roy, R.

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Sabathil, M.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Sakai, K.

Saloma, C.

M. O. Cambaliza and C. Saloma, Opt. Commun. 184, 25 (2000).
[CrossRef]

Schrader, M.

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

Selim, M. A.

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

Selmke, M.

M. Selmke and F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 110, 103901 (2013).
[CrossRef]

Serrels, K. A.

K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
[CrossRef]

Sick, B.

B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
[CrossRef]

Simon, J. D.

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

Simpson, M. J.

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

Slipchenko, M. N.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Soini, E.

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

Song, P.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Strauss, U.

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

Sylvestri, J. D.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Tanaka, S.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Tong, L.

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Tsuji, S.

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Tsurui, H.

Villafana, T. E.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Warren, W. S.

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, B. J. Chen, G. Yurtserver, and W. S. Warren, Opt. Lett. 32, 2641 (2007).
[CrossRef]

Wilby, P. R.

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

Wilson, J. W.

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

Wilson, T.

E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
[CrossRef]

Xie, X. S.

S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
[CrossRef]

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Ye, T.

T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, B. J. Chen, G. Yurtserver, and W. S. Warren, Opt. Lett. 32, 2641 (2007).
[CrossRef]

Yurtserver, G.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Express (2)

A. Avramescu, T. Lermer, J. Müller, C. Eichler, G. Bruederl, M. Sabathil, S. Lutgen, and U. Strauss, Appl. Phys. Express 3, 061003 (2010).
[CrossRef]

J. Kasai, R. Akimoto, T. Hasama, H. Ishikawa, S. Fujisaki, S. Tanaka, and S. Tsuji, Appl. Phys. Express 4, 082102 (2011).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

K. A. Serrels, E. Ramsay, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 94, 073113 (2009).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

D. Fu, T. Ye, T. E. Matthews, J. Grichnik, L. Hong, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Biomed. Opt. 13, 054036 (2008).
[CrossRef]

J. Microsc. (1)

G. J. Brakenhoff, P. Blom, and P. Barends, J. Microsc. 117, 219 (1979).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Phys. Chem. Lett. (2)

S. S. Chong, W. Min, and X. S. Xie, J. Phys. Chem. Lett. 1, 3316 (2010).
[CrossRef]

M. J. Simpson, K. E. Glass, J. W. Wilson, P. R. Wilby, J. D. Simon, and W. S. Warren, J. Phys. Chem. Lett. 4, 1924 (2013).
[CrossRef]

Nat. Nanotechnol. (1)

L. Tong, Y. Liu, B. D. Dolash, Y. Jung, M. N. Slipchenko, D. E. Bergstrom, and J. X. Cheng, Nat. Nanotechnol. 7, 56 (2012).
[CrossRef]

Nature (1)

W. Min, S. Lu, S. Chong, R. Roy, G. R. Holtom, and X. S. Xie, Nature 461, 1105 (2009).
[CrossRef]

Opt. Commun. (4)

S. W. Hell, P. E. Hanninen, A. Kuusisto, M. Schrader, and E. Soini, Opt. Commun. 117, 20 (1995).
[CrossRef]

M. O. Cambaliza and C. Saloma, Opt. Commun. 184, 25 (2000).
[CrossRef]

P. P. Mondal and A. Diaspro, Opt. Commun. 281, 1855 (2008).
[CrossRef]

E. J. Botcherby, R. Juškaitis, and T. Wilson, Opt. Commun. 268, 253 (2006).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Photochem. Photobiol. (1)

T. Ye, D. Fu, and W. S. Warren, Photochem. Photobiol. 85, 631 (2009).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 85, 4482 (2000).
[CrossRef]

M. Selmke and F. Cichos, Phys. Rev. Lett. 110, 103901 (2013).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

T. E. Villafana, W. P. Brown, J. K. Delaney, M. Palmer, W. S. Warren, and M. C. Fischer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 1708 (2014).

Sci. Rep. (1)

S. B. Purnapatra, S. Bera, and P. P. Mondal, Sci. Rep. 2, 692 (2012).
[CrossRef]

Sci. Transl. Med. (1)

T. E. Matthews, I. R. Piletic, M. A. Selim, M. J. Simpson, and W. S. Warren, Sci. Transl. Med. 3, 71ra15 (2011).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic of a focusing annular beam. (a) Geometry of an annular pump and probe beams with outer and inner diameters of D and εD, respectively. The beams are focusing at a distance f. (b), (c) Intensity profiles and the point spreading functions (PSFs) of the pump–probe signal in the focal plane (b) and in the axial direction (c) for the annular (solid lines) and circular (dashed lines) beams.

Fig. 2.
Fig. 2.

Experimental setup of pump–probe microscopy using laser diodes. LD, laser diode; SF, spatial filter; DM, dichroic mirror; BS, beam splitter; ND, neutral density filter; PBS, polarization beam splitter; OBL, objective lens; CL, condenser lens; F, band pass filter; MMF, multimode fiber.

Fig. 3.
Fig. 3.

Evaluation of lateral resolution in pump–probe microscopy. (a) pump–probe image (photothermal) of 20 nm gold nanoparticles dispersed on a glass slide for the annular beam. Number of pixels: 300×300. (b), (c) Single particle images for the annular (b) and circular (c) beams, respectively. Their intensity profiles in the horizontal and vertical directions are shown in (d) and (e), respectively.

Fig. 4.
Fig. 4.

Evaluation of axial resolution for the (a) annular and (b) circular beams. Scale bars indicate 200 nm. (c) Intensity distributions in the axial direction for (a) and (b).

Fig. 5.
Fig. 5.

Pump–probe (stimulated emission) image of 1 μm Nile red fluorescence beads for the (a) annular and (b) circular beams. The size of the field of view is 14.2×14.2μm. (c) Excitation and fluorescence spectrum of Nile red fluorescence beads. The pump and probe light spectra are also shown. (d) Intensity profiles along the broken lines in (a) and (b).

Equations (4)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

If(r)=(1ε2)1{[Ic(ρ)]1/2ε2[Ic(ερ)]1/2}2,
Ic(r)=[2J1(πρ)/πρ]2
IA(z)=(1ε2)(sinW/W)2,
W=πλ(1ε2)(nnNA2)Δz,

Metrics