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?，如何實現(xiàn)更高成像分辨率成為近年來的熱門研究方向。
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的介質(zhì)微球直接放置于待測樣品表面，在普通白光顯微下即可達到50 nm的分辨能力。介質(zhì)微球超分辨顯微方式以其簡單靈活的特點，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，但微球的成像對比度一直都有待提高。
光電所研究團隊近期發(fā)展出一種利用暗場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，結(jié)合微球超分辨能力，可實現(xiàn)更高對比度的微結(jié)構(gòu)超分辨顯微。該方法通過時域有限差分法模擬分析微球在不同浸沒方式、浸沒深度情況下的半高寬及光強值等來得到更優(yōu)化的超分辨能力，模擬結(jié)果如圖1所示。在此基礎(chǔ)上通過二氧化硅和鈦酸鋇微球在不同浸沒情況下觀察特征尺寸為139 nm的硅光柵結(jié)構(gòu)，實驗結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯觯诎祱鲲@微時成像對比度明顯得到增強。
本課題得到國家自然科學(xué)基金和中科院科研裝備研制項目支持。
不同浸沒深度的微球聚焦特性分析
不同照明方式的微球成像質(zhì)量對比