非线性光学显微镜技术已成为生物样本和凝聚态物质系统的无标记成像的重要手段，广泛应用于医学、生命科学及材料研究等领域。相比传统的荧光显微镜，非线性显微镜在无需标签的情况下，能够通过谐波生成等机制提供丰富的样本对比度和深度信息。然而，现有的非线性显微镜技术受限于阿贝衍射极限，导致其空间分辨率难以突破1微米。这使得其在需要高分辨率成像的应用中面临挑战，尤其是在观察纳米尺度的结构或快速动态过程时，亟需提高分辨率。
近日，来自荷兰纳米光刻高级研究中心ARCNL的Peter M. Kraus教授的研究团队在非线性光学显微镜领域取得了新进展。该团队设计并实现了一种新的显微技术——谐波去激活显微镜（HADES），旨在突破传统非线性显微镜的衍射极限。通过在激光脉冲上叠加一个环形的去激活脉冲，该方法能够在量子级别上控制谐波生成过程，显著缩小谐波生成的焦点尺寸，使得三次谐波的焦点尺寸达到原扫描显微镜焦点的三分之一以下，从而实现超分辨率成像。
利用这一技术，研究团队成功实现了在无荧光标记的样本上获得超过100纳米的空间分辨率。通过对不同谐波级别的去激活效果进行实验验证，团队发现高次谐波的分辨率提升效果更为显著，且分辨率提升仅受限于去激活脉冲的能量密度。这一成果为常规非线性显微镜技术在超分辨率成像中的应用提供了新的途径，并有望推动其在纳米尺度的生物医学和凝聚态物质研究中的广泛应用。
