Spatial light modulators have become an essential tool for advanced microscopy, enabling breakthroughs in 3D, phase, and super-resolution imaging. However, continuous spatial-light modulation that is capable of capturing sub-millisecond microscopic motion without diffraction artifacts and polarization dependence is challenging. Here we present a photothermal spatial light modulator (PT-SLM) enabling fast phase imaging for nanoscopic 3D reconstruction. The PT-SLM can generate a step-like wavefront change, free of diffraction artifacts, with a high transmittance and a modulation efficiency independent of light polarization. We achieve a phase-shift > π and a response time as short as 70 µs with a theoretical limit in the sub microsecond range. We used the PT-SLM to perform quantitative phase imaging of sub-diffractional species to decipher the 3D nanoscopic displacement of microtubules and study the trajectory of a diffusive microtubule-associated protein, providing insights into the mechanism of protein navigation through a complex microtubule network.

• MeSH
• časové faktory MeSH
• interferenční mikroskopie metody   statistika a číselné údaje   MeSH
• kovové nanočástice ultrastruktura   MeSH
• lidé MeSH
• mikroskopie atomárních sil MeSH
• mikroskopie fázově kontrastní metody   statistika a číselné údaje   MeSH
• mikrotubuly metabolismus   ultrastruktura   MeSH
• nanotechnologie MeSH
• nanotrubičky ultrastruktura   MeSH
• optické jevy MeSH
• počítačová simulace MeSH
• proteiny asociované s mikrotubuly metabolismus   MeSH
• proteiny buněčného cyklu metabolismus   MeSH
• Schizosaccharomyces pombe - proteiny metabolismus   MeSH
• světlo MeSH
• tubulin metabolismus   MeSH
• zlato MeSH
• zobrazování trojrozměrné metody   statistika a číselné údaje   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Názvy látek
• Ase1 protein, S pombe MeSH Prohlížeč
• PRC1 protein, human MeSH Prohlížeč
• proteiny asociované s mikrotubuly MeSH
• proteiny buněčného cyklu MeSH
• Schizosaccharomyces pombe - proteiny MeSH
• tubulin MeSH
• zlato MeSH