遠(yuǎn)場亞波長聚集方法與實驗的研究.pdf

1、將入射光束聚焦到具有亞波長分辨率的聚焦光斑在實際中具有非常重要的應(yīng)用，諸如可應(yīng)用于光學(xué)數(shù)據(jù)存儲、納米光刻、生物成像和光學(xué)顯微鏡等。尤其是隨著21世紀(jì)生命科學(xué)技術(shù)的研究，使得在遠(yuǎn)場實現(xiàn)亞波長分辨率的顯微成像具有更為重要的應(yīng)用。本文主要從微納結(jié)構(gòu)、高數(shù)值孔徑下的聚焦光場分布以及受激發(fā)射損耗(STED)熒光顯微鏡的研究這三個方面，來尋找實現(xiàn)光學(xué)遠(yuǎn)場亞波長聚焦的方法。
　　 第一章主要介紹了在遠(yuǎn)場實現(xiàn)亞波長聚焦的研究意義，并列舉了目前國

2、內(nèi)外各研究小組亞波長聚焦的研究成果。
　　 第二章主要利用多光束相干疊加在遠(yuǎn)場實現(xiàn)亞波長聚焦的思想，通過對微納結(jié)構(gòu)的研究，設(shè)計了微納鍺環(huán)結(jié)構(gòu)和環(huán)形微球陣列結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)遠(yuǎn)場亞波長聚焦。采用FIB的技術(shù)進(jìn)行了微納鍺環(huán)樣品的加工，同時利用成像系統(tǒng)實驗上給出了聚焦效果圖；另外，根據(jù)FDTD的算法，數(shù)值計算出微球陣列結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)場亞波長聚焦光場分布。
　　 第三章主要分析了在高數(shù)值孔徑下聚焦時，入射光的偏振和相位對聚焦光場的影響。根據(jù)矢

3、量衍射理論，研究了高階渦旋位相板對于徑向偏振光和切向偏振光束聚焦光場的調(diào)制作用。另外，當(dāng)對切向偏振光束進(jìn)行0/π二元位相編碼之后，在高數(shù)值孔徑透鏡下聚焦，尤其是當(dāng)采用環(huán)形孔闌結(jié)構(gòu)實現(xiàn)環(huán)形照明時，可實現(xiàn)小于λ/4的聚焦光斑。
　　 第四章主要通過實驗搭建STED熒光顯微鏡，通過制備熒光探針樣品，完成了其中共聚焦顯微成像部分的系統(tǒng)分辨率的測量，實現(xiàn)了亞波長的聚焦光斑。
　　 本文最后，對本課題的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并指出接下