發(fā)布時(shí)間：2021-02-06 19:47

　　在基于光學(xué)透鏡的超分辨成像技術(shù)中,介質(zhì)微球輔助光學(xué)顯微鏡方法是近幾年提出的一種新的光學(xué)超分辨成像技術(shù)。該技術(shù)具有使用能量較低的白光作為光源和樣品無需熒光標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn)。此外,折射率較高的介質(zhì)微球在浸沒方式和成像性能上均具有諸多優(yōu)點(diǎn)。所以,在此研究背景下,本文對高折射率的鈦酸鋇（BaTi03 glass,BTG）微球的超分辨成像特性進(jìn)了以下幾個(gè)方面的研究:1.研究了微球成像的幾何光學(xué)理論和波動(dòng)光學(xué)理論,通過幾何光學(xué)公式和軟件仿真,分析了高折射率微球的成像特性。2.實(shí)驗(yàn)研究了被聚二甲基硅氧烷全浸沒的直徑為5-50μm 的BTG微球的成像特性。對于藍(lán)光光碟樣品（Blue-ray disc,BD）和單層的六角密排列的（hexagonally close-packed,hcp）微球陣列樣品,我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,BTG微球的聚焦像面范圍（range of focal image positions,RFIP）隨著BTG微球直徑的增加而線性增加。當(dāng)BTG微球的直徑從5μm增加到50μm時(shí),BTG微球的RFIP從4 μnm增加到25 μm。另外,實(shí)驗(yàn)中還觀察到了 hcp微球陣列的泰伯效應(yīng),觀察結(jié)果顯示,泰... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：46 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１微納半凸透鏡的制備過程和電子顯微鏡圖像?引自文獻(xiàn)［３４］??

動(dòng)光學(xué)的聚焦仿真?引自文獻(xiàn)『３４］??為了理解這種微納透鏡具有超分辨成像能力的原因，研宄者分別通過幾何光學(xué)??和波動(dòng)光學(xué)仿真了這些微納透鏡的聚焦特性，如圖１．２（ｃ）所示。由圖１．２（ｃ）可以看出，??波動(dòng)光學(xué)仿真出的焦距往往小于光線光學(xué)仿真出的焦距，在和入射光的波長相接近??的尺寸下，光波傳播經(jīng)過這些微納透鏡時(shí)，光會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的散射，從而影響到光的??匯聚，最終形成超短的聚焦，所以波動(dòng)光學(xué)模擬得到的焦距更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種??超聚焦效應(yīng)會(huì)在物體表面產(chǎn)生攜帶物體高頻信息的倏逝場，倏逝場可以通過微納透??鏡的耦合轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞑ゲ�，從而使微納半凸透鏡具有超分辨成像的能力。??２０１１年英國的Ｚｅｎｇｂｏ?Ｗａｎｇ課題組發(fā)現(xiàn)直徑為２－９?｜ｕｍ的低折射率的二氧化??硅透明介質(zhì)微球具有超分辨成像的能力，他們通過在樣品上放置一個(gè)二氧化硅微球，??在白光顯微鏡下成功分辨了間距和尺寸分別為５０?ｎｍ的多空氧化鋁孔和周期為３００??ｎｍ的藍(lán)光光碟條紋，圖１．３（ａ）為他們的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖１．３（ｂ）是他們的成像結(jié)??果。該項(xiàng)研究在微球超分辨成像技術(shù)上取得了突破

?；：＇＾?／＊．；?Ｌ＾Ｊｆ＇??ｗ＇??Ｗｈｉｌｅ－ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?Ｊ??圖１．３?（ａ）二氧化硅微球成像裝置示意圖，（ｂ＞二氧化硅微球?qū)Τ叽鐬椋担?ｎｍ的多孔氧化鋁和周期??為３００?ｎｍ的藍(lán)光光碟的成像結(jié)果?引自文獻(xiàn)Ｐ５］??１１１１８??－■??ｍ：?．?ｉ１??１ｐｍ?１ｐｍ??（ｂ）?／Ｉ?，??／?／＾Ｖ７??／?ｒ．?｜??ｖ．?Ｍ?／?Ｍ？，０＊Ｐｈｅｆｅ?＼?．?／?Ｊ??於?＾?Ｓａｍｐｌｅ??圖１．４?（ａ）半浸沒的二氧化硅微球?qū)χ芷跒椋常埃?ｎｍ的藍(lán)光光碟的成像結(jié)果，（ｂ）半浸沒的二氧化??硅微球轉(zhuǎn)換倏逝波的示意圖?引自文獻(xiàn)［３６］??隨后浙江大學(xué)的Ｘｕ?Ｌｉｕ課題組通過用液體半浸沒低折射率微球的方法，提??高了低折射率微球的成像性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖１．４（ａ）所示。他們分析指出微球和物??體之間的浸沒介質(zhì)形成了諧振腔提高了微球耦合倏逝波的能力，進(jìn)而增強(qiáng)物體表面??倏逝波轉(zhuǎn)化為傳播波的能力，從而提高了低折射率微球的超分辨成像能力，圖１．４（ｂ）??是半浸沒介

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]樣品表面銀膜的粗糙度對鈦酸鋇微球成像性能的影響[J]. 王建國,楊松林,葉永紅.  物理學(xué)報(bào). 2018(21)
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[3]基于微球透鏡的任選區(qū)高分辨光學(xué)顯微成像新方法研究[J]. 王淑瑩,章海軍,張冬仙.  物理學(xué)報(bào). 2013(03)



本文編號(hào)：3020995