微球透鏡超分辨成像的特性研究.pdf

1、在當(dāng)今光學(xué)領(lǐng)域，突破衍射極限是十分熱門的課題之一。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)在白光光源下，微米、納米尺寸的介質(zhì)球（微球）透鏡具有超分辨能力，為突破衍射極限提供了一種簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)的方法，同時(shí)在生物學(xué)方面有廣泛的應(yīng)用前景。本文的主要工作是通過研究微球透鏡的尺寸，焦點(diǎn)位置，浸沒介質(zhì)等因素對(duì)微球透鏡成像特性的影響，來(lái)進(jìn)一步揭示微球透鏡成像的機(jī)理。
　　本文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)使用直徑為1.97、3.35、4.87和7.27μm的二氧化硅

2、微球直接觀察樣品和用酒精半浸沒微球觀察樣品，發(fā)現(xiàn)微球?qū)悠肪哂谐直婧头糯笞饔?。用酒精半浸沒微球時(shí)，通過微球觀察到樣品的對(duì)比度顯著提高。研究結(jié)果表明:小尺寸的微球更利于接受高頻信息;微球在酒精半浸沒的情況下能接受更多高頻信息，因此可以顯著提高像的對(duì)比度;且不同頻率成份參與成像，微球?qū)@些成份的放大率是不同的。
　　(2)采用自組裝法制備了六角密排的膠體晶體樣品，使用二氧化硅，聚苯乙烯，鈦酸鋇三種不同折射率的微球在真空、酒精半浸沒、

3、酒精全浸沒情況下，對(duì)上述膠體晶體樣品進(jìn)行了成像實(shí)驗(yàn)，觀察到微球?qū)悠肪哂蟹糯蠛统直娉上褡饔?，并且?duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了模擬仿真和理論分析。研究結(jié)果表明:焦點(diǎn)位置的不同會(huì)影響超分辨成像的效果，而通過不同的浸沒方式，可以調(diào)整微球焦點(diǎn)的位置，因此不同折射率的微球需要不一樣的酒精浸沒深度才能獲得最佳的超分辨成像。二氧化硅和聚苯乙烯微球需要半浸沒觀察，而鈦酸鋇微球需要全浸沒觀察，這樣才能讓焦點(diǎn)在微球外面，且距離微球表面最近，來(lái)獲得最佳成像效果。