二次諧波顯微術的矢量理論模型研究.pdf

1、二次諧波顯微術是一種新型的非線性光學顯微術,不僅具有三維高空間分辨能力,同時還可以避免熒光標記物對活性生物樣品的光毒作用以及光漂白現(xiàn)象,在生命科學、材料研究等領域都有十分廣泛的應用。目前,有關二次諧波顯微術的理論模型通常只能適用于低數(shù)值孔徑情況,這不利于在高數(shù)值孔徑條件下對二次諧波顯微術的信號分析與解釋。因此,有必要為二次諧波顯微術建立更合理的理論模型。為此,本論文從以下幾個方面對二次諧波顯微術的矢量理論模型進行了研究:
　　

2、首先,在低數(shù)值孔徑條件下,在矢量衍射理論的基礎上對傍軸近似在二次諧波顯微術中的有效性進行了研究。研究結(jié)果表明,樣品的二階非線性極化張量元的相對取值對二次諧波產(chǎn)生有很大的影響,即使在低數(shù)值孔徑條件下也會導致傍軸近似處理出現(xiàn)失效的情況。無論是采用高數(shù)值孔徑物鏡還是低數(shù)值孔徑物鏡的二次諧波顯微系統(tǒng),相比基于傍軸近似處理的簡化模型,矢量理論模型能更準確地描述二次諧波成像過程。
　　 其次,利用矢量衍射理論和通用瓊斯矩陣建立了偏振二次諧波

3、顯微術矢量理論模型,分別在高數(shù)值孔徑和低數(shù)值孔徑情況下分析了膠原纖維樣品的二次諧波信號的偏振特性。研究結(jié)果表明,二階非線性極化場軸向分量Pz對二次諧波信號的偏振狀態(tài)有顯著影響,當Pz的相對值較大時,二次諧波信號呈現(xiàn)橢圓偏振狀態(tài)。另外,權重因子和橫向分量間的交叉作用也會對二次諧波信號的偏振狀態(tài)產(chǎn)生影響。采用矢量理論模型更有利于正確分析不同條件下偏振二次諧波顯微術的工作特性。
　　 最后,利用平面波角譜法和通用瓊斯矩陣建立了折射率失