在光學(xué)成像領(lǐng)域中，由于受到衍射極限的限制，常規(guī)成像分辨率難以突破200 nm。而生物醫(yī)學(xué)、集成電路等領(lǐng)域?qū)μ岣叱上穹直媛视衅惹械囊螅绾螌?shí)現(xiàn)更高成像分辨率成為近年來(lái)的熱門(mén)研究方向。
受自然界微滴可提高成像分辨率的啟發(fā)，2011年科學(xué)家提出將直徑在微米級(jí)的介質(zhì)微球直接放置于待測(cè)樣品表面，在普通白光顯微下即可達(dá)到50 nm的分辨能力。介質(zhì)微球超分辨顯微方式以其簡(jiǎn)單靈活的特點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，但微球的成像對(duì)比度一直都有待提高。
光電所研究團(tuán)隊(duì)近期發(fā)展出一種利用暗場(chǎng)顯微有效提高成像高頻成分含量的方法，具有降低成像低頻成分的特點(diǎn)，結(jié)合微球超分辨能力，可實(shí)現(xiàn)更高對(duì)比度的微結(jié)構(gòu)超分辨顯微。該方法通過(guò)時(shí)域有限差分法模擬分析微球在不同浸沒(méi)方式、浸沒(méi)深度情況下的半高寬及光強(qiáng)值等來(lái)得到更優(yōu)化的超分辨能力，模擬結(jié)果如圖1所示。在此基礎(chǔ)上通過(guò)二氧化硅和鈦酸鋇微球在不同浸沒(méi)情況下觀察特征尺寸為139 nm的硅光柵結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。可以看出，在暗場(chǎng)顯微時(shí)成像對(duì)比度明顯得到增強(qiáng)。
本課題得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院科研裝備研制項(xiàng)目支持。
不同浸沒(méi)深度的微球聚焦特性分析
不同照明方式的微球成像質(zhì)量對(duì)比