遠(yuǎn)場(chǎng)亞波長(zhǎng)聚集方法與實(shí)驗(yàn)的研究.pdf

1、將入射光束聚焦到具有亞波長(zhǎng)分辨率的聚焦光斑在實(shí)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(chǔ)、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(chǎng)實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)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(chǎng)分布以及受激發(fā)射損耗(STED)熒光顯微鏡的研究這三個(gè)方面，來(lái)尋找實(shí)現(xiàn)光學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)亞波長(zhǎng)聚焦的方法。
　　 第一章主要介紹了在遠(yuǎn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)聚焦的研究意義，并列舉了目前國(guó)

2、內(nèi)外各研究小組亞波長(zhǎng)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(chǎng)實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)聚焦的思想，通過(guò)對(duì)微納結(jié)構(gòu)的研究，設(shè)計(jì)了微納鍺環(huán)結(jié)構(gòu)和環(huán)形微球陣列結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)亞波長(zhǎng)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(shí)利用成像系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)上給出了聚焦效果圖；另外，根據(jù)FDTD的算法，數(shù)值計(jì)算出微球陣列結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)場(chǎng)亞波長(zhǎng)聚焦光場(chǎng)分布。
　　 第三章主要分析了在高數(shù)值孔徑下聚焦時(shí)，入射光的偏振和相位對(duì)聚焦光場(chǎng)的影響。根據(jù)矢

3、量衍射理論，研究了高階渦旋位相板對(duì)于徑向偏振光和切向偏振光束聚焦光場(chǎng)的調(diào)制作用。另外，當(dāng)對(duì)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(shí)現(xiàn)環(huán)形照明時(shí)，可實(shí)現(xiàn)小于λ/4的聚焦光斑。
　　 第四章主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)搭建STED熒光顯微鏡，通過(guò)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(cè)量，實(shí)現(xiàn)了亞波長(zhǎng)的聚焦光斑。
　　 本文最后，對(duì)本課題的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并指出接下