光學(xué)顯微成像在很多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,但由于衍射極限的限制,傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率只能達(dá)到工作波長的1/2。存在衍射極限的原因在于遠(yuǎn)場中倏逝波的損失。倏逝波中帶有表示物體精細(xì)結(jié)構(gòu)信息的高頻率諧波,倏逝波在傳播的過程中因振幅呈指數(shù)衰減,因而只能在近場中存在。而透明電介質(zhì)微球能夠耦合近場倏逝波并將其傳輸?shù)竭h(yuǎn)場后被顯微鏡物鏡接收,這種簡單有效的微球輔助顯微成像技術(shù)為利用白光照明實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)超分辨成像提供了一種新的選擇。研究發(fā)現(xiàn)將透明電介質(zhì)微球置于樣品表面,結(jié)合傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡即可實(shí)現(xiàn)超分辨成像,是一種獲得超分辨成像的低成本的補(bǔ)充方法。研究發(fā)現(xiàn),微球成像的分辨率和放大率與浸沒介質(zhì)有關(guān),低折射率的介質(zhì)在半浸沒的條件下成像效果最好,而高折射率的微球需要在全浸沒的條件下才能實(shí)現(xiàn)超分辨成像。本文的主要研究如下:1.首先提出了一種先用高折射率介質(zhì)半浸沒再用低折射率介質(zhì)全浸沒微球的成像結(jié)構(gòu),并且比較了用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像和用單一介質(zhì)全浸沒微球進(jìn)行成像時(shí)的分辨率。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),先用高折射率介質(zhì)半浸沒再用低折射率介質(zhì)全浸沒微球時(shí)的分辨率比較高。研究結(jié)果表明:先用高折射率介質(zhì)半浸沒再用低折射率的介質(zhì)全浸沒微球的結(jié)構(gòu)提高... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１：阿貝衍射理論圖，衍射級被透鏡瞳孔（ａ）通過（ｂ）截止引自文獻(xiàn)［２５］??瑞利分辨率極限表明，如果…個點(diǎn)光源的衍射圖的中央最亮處剛好與另一個點(diǎn)光??

硅微球可以將高空間頻率的倏逝場轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)場傳播波，對亞衍射限制特征進(jìn)行成像。??將直徑為２－９?的二氧化硅微球置于物體表面，結(jié)合傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡在白光下，能??夠分辯出平均尺寸為５０?ｎｍ的多孔氧化鋁結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖１．３所示。該成像系??統(tǒng)能夠在反射和透射模式下工作。??通過模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，微米級球體的超分辨率成像與它們將光聚焦到亞衍射極限尺??寸的能力之間存在聯(lián)系。這種緊密聚焦的光束稱為“光子納米噴射”。微米級球體的??４??

?第１章緒論???超分辨率強(qiáng)度定義為：（焦點(diǎn)光斑尺寸－瑞利極限）／（球體半徑）。計(jì)算結(jié)果表明折射??率ｎ＝?１．８時(shí)具有最大的超分辨率強(qiáng)度，如圖１．４（ａ）所示。當(dāng)ｎ＞?１．８時(shí)，超分辨率強(qiáng)??度在微米級球面直徑的范圍內(nèi)減小。根據(jù)光學(xué)互易原理光子納米噴流的束腰寬度??越小，成像分辨率越高。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]介質(zhì)微球超分辨成像薄膜[J]. 龐輝,杜春雷,邱琪,鄧啟凌,張滿,尹韶云.  光子學(xué)報(bào). 2015(04)
[2]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：3229563