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在较大尺寸的荧光物体中测量微小结构的另一个方法是，先用一束光照射物体使其产生荧光，然后用第二束圆形光照射物体，使得光斑外围的荧光消失，只有中心的荧光点保持不灭。
通过这样的方法，可以利用保留下来的尺寸很小的荧光点对物体进行精确定位，精确定位的方法跟我们之前描述的定位方法一样。
这种方法叫做“受激发射损耗显微技术”
（StimulatedEmissioionMicroscopy，缩写为STED），是由德国的斯特凡·赫尔（StefanHell）发明的。
在第5章我会对受激发射的过程进行详细的描述。
这些高分辨率成像的新技术使得科学家们得以观察细胞内部的结构，从而在生物学和医学领域中产生了巨大的影响。
这种影响的重要性已经获得了认可——白兹格和赫尔获得2014年的诺贝尔化学奖。
阿贝准则反过来使用也是成立的：当光通过显微透镜照射在观测样本上时，聚焦形成的光斑直径不可能小于一个波长。
而且聚焦的紧密度，也就是光斑的大小，取决于透镜和透镜照射面之间的夹角范围：角度范围越大，光束聚焦得越紧密。
干涉光束的角度的范围和明暗条纹尺寸之间的关系是波的一个基本特性。
19世纪初期法国科学家约瑟夫·傅里叶（JosephFourier）对这一观点进行了量化，对光波的传播进行了详细的数学分析。
傅里叶定理简单来说就是：要想光线聚焦的光斑尺寸越小，那么就得保证传播到这个光斑的入射光角度范围越广。
衍射
这解释了光的另外一个特征，即光在传播过程中会逐渐发散。
这是因为根据定义，一束光的空间范围是有限的，它必须由一道道沿着不止一个方向传播的波组成。
我们可以用激光笔来验证上述想法。
激光笔发射出的光束直径大约是10微米（百万分之一米），当它照射在屏幕上时，直径大约为1毫米（千分之一米）。
如果激光照射的距离更远，例如照射到月球上去（大约40万千米），那么光斑直径会高达24千米。
这种现象就是衍射。
衍射在测定结构的形状和对称性方面有一些有趣的应用。
例如，一束光照射在有小孔的屏幕上，当小孔的直径和波长相近时，光线会通过小孔发生衍射，且其光束的扩散程度与孔径的尺寸成反比。
这些衍射光束在距离屏幕一段距离的地方会相互发生干涉，形成干涉条纹，也就是所谓的衍射图案，它反映了小孔的大小及相对位置。
例如，如果小孔按照规律进行排列，那么经过该小孔产生的衍射图案就会显示出相应的规律性。
使用衍射图案对物体进行测量的优势在于不需要非常昂贵或者复杂的透镜系统，也不需要让探测器非常靠近物体，只需要观察因为衍射而自然扩大的图案。
现在，我们假设屏幕被一个透明的固体材料所替代，比如说晶体蛋白结构。
“小孔”
则被蛋白质分子中的原子所替代。
这些原子非常小，并且通过分子中的键相互连接，这些键的长度约为十亿分之一米（0.1纳米）。
如果波长接近于这个尺寸的光照射在这种结构上，光就会发生衍射，分子本身的实际结构就可以由衍射图样确定出来。
这是X射线衍射的基础。
正如在第1章中提到的，它曾因探索DNA的结构而闻名，现在也是生物化学领域很常见的工具，常常被用来探寻新分子（例如可能有助于开发药物的新分子）的结构。
这一过程需要一束明亮的X射线源，以及将分子晶体化的方法。
图20是牛肠病毒晶体的衍射图。
图20 使用现代同步辐射X射线源拍摄到的蛋白质晶体的射线衍射图
很明显，如果你想远距离传输光，那么衍射可能会是一个问题。
衍射会使得光束的能量分散开来，因此，随着传输距离的增加，你需要的光学系统和传感器要越来越大才能够接收所有的能量。
这对电信业来说非常重要，因为几乎所有通过远程通信传输的信息都被编码在光束里。
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