一种基于子谱解调反演结构频率的超分辨显微成像方法

    公开(公告)号:CN117110283A

    公开(公告)日:2023-11-24

    申请号:CN202310989076.0

    申请日:2023-08-08

    申请人: 重庆大学

    摘要: 本发明公开了一种基于子谱解调反演结构频率的超分辨显微成像方法,利用可见光宽光谱光源照明,通过小数值孔径显微成像物镜聚焦,由大带宽光谱仪采集待测样品背向散射信号,获取相应的宽光谱数据。对原始宽光谱数据进行光谱去噪、背景光移除,提高信噪比,然后进行波长重采样、频域线性化等处理,将光谱分为N段,通过二维离散傅里叶变换,计算得到各子谱时域幅值分布,实现纵向结构的超高灵敏度差异解析。利用不同样品结构在同一深度范围内的纵向结构差异高灵敏度解析来反映横向结构形态,通过解析焦平面上相邻两点的主导空间频率差异,实现横向结构的高精度定位,进而实现超分辨显微成像。解决了显微成像分辨率和视场相互制约的技术问题。

    一种全介质、宽带偏振与相位调控超表面及远场超分辨聚焦器件

    公开(公告)号:CN111007587B

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN201911160646.5

    申请日:2019-11-23

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G02B5/30 G02B1/00 G02B27/58

    摘要: 一种全介质、宽带偏振与相位调控超表面及远场超分辨聚焦器件,包括基底和全介质超表面。对于给定方向的线偏振光,通过设置不同快轴方向角的全介质半波片超表面单元,实现出射光偏振调控;对于给定位置处全介质半波片超表面单元,通过设置结构单元快轴方向角为π/2,实现二值相位(0π)调控。采用线偏振光作为入射光束从器件基底一侧垂直入射器件结构,在距离聚焦器件出射面焦距位置处,产生小于光学衍射极限(0.5λ/NA)的聚焦焦斑。该器件是一种全介质超表面聚焦器件,具有透过率高、多功能(偏振转换和光束聚焦)、质量轻和易于集成等优点,可应用于光学聚焦、光束整形和光学显微等领域。

    基于超分辨透镜的非标记远场超分辨显微系统及方法

    公开(公告)号:CN109709666B

    公开(公告)日:2020-11-03

    申请号:CN201910138173.2

    申请日:2019-02-25

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G02B21/00 G02B21/06

    摘要: 一种基于超分辨透镜的非标记远场超分辨显微系统及方法,在反射工作模式下,其包括光源模块、超分辨平场扫描物镜模块、样品二维扫描模块、非标记显微探测模块、相衬模块、高速信号采集模块、扫描控制模块、显微监控模块和计算机及软件模块;在透射工作模式下,其光源模块、超分辨光束透射照明模块、超分辨平场扫描物镜模块、样品二维扫描模块、非标记显微探测模块、相衬模块、高速信号采集模块、扫描控制模块、显微监控模块和计算机及软件模块。其采用超分辨平场扫描物镜、超分辨照明透镜,在共聚焦模式下,实现三维样品的非标记超分辨分辨率显微图像快速获取,横向分辨率小于衍射极限。

    集成化的太赫兹波远场超衍射聚焦成像系统

    公开(公告)号:CN109119870A

    公开(公告)日:2019-01-01

    申请号:CN201811024086.6

    申请日:2018-09-04

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: H01S1/02

    摘要: 本发明公开了集成化的太赫兹波远场超衍射聚焦成像系统,涉及太赫兹波成像技术领域,解决了现有的太赫兹波成像技术,虽然实现了超分辨聚焦,但均是基于近场光学原理;现有的成像技术存在焦距极小、无法动态调焦、宽度较窄、衍射效率较低的问题,其技术方案要点是:包括太赫兹波源、光泵浦、太赫兹波聚焦器件和主控制电路;所述太赫兹波源用于发射太赫兹波;所述光泵浦用于产生持续可见光后照射所述太赫兹波聚焦器件;所述太赫兹波聚焦器件用于改变所述太赫兹波的透射率;所述主控制电路用于对所述太赫兹波聚焦器件施加偏压,具有增大焦距、超衍射极限分辨率、动态调焦、增宽宽带、提高衍射效率的效果。

    一种非接触式矢量偏振光场测试系统

    公开(公告)号:CN113218635B

    公开(公告)日:2023-02-28

    申请号:CN202110549106.7

    申请日:2021-05-20

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G01M11/02 G01J4/00 G02B27/28

    摘要: 本发明提出一种非接触式矢量偏振光场测试系统,其包括沿光路布置的照明模块、样品模块、收集与分束模块、纵向偏振成像模块、横向偏振成像模块和数据处理与显示模块。其在传统显微镜基础上,通过偏振转换,并利用显微系统的光杠杆效应实现偏振滤波,对位于显微物镜焦平面的光场进行非接触式测量,可以快速、同步、独立获取所测量光场的横向偏振光场(即x方向线偏振光场和y方向线偏振光场)和纵向偏振光场(即z方向线偏振光场)的成像。本发明可以应用于远场超分辨光学器件的检测、远场超分辨光场的测量,也可应用于工业相关超分辨显微检测等领域。

    一种全介质平场扫描超分辨平面透镜

    公开(公告)号:CN111175862B

    公开(公告)日:2021-10-08

    申请号:CN202010098253.2

    申请日:2020-02-18

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G02B3/02 G02B27/00 G02B27/58

    摘要: 一种全介质平场扫描超分辨平面透镜,包括基底和以周期阵列分布于基底上的长方体介质结构。采用圆偏振准直光束作为入射光束,从基底一侧入射至长方体介质结构,在波长范围[λ1,λ2]内,对于任意给定的工作波长λ,可将圆偏振准直入射光在一定入射角范围[‑θMax,+θMax]内,在同一焦平面上汇聚成为正交圆偏振实心焦斑,其焦距f(λ)与工作波长λ有关;焦斑横向尺寸小于衍射极限0.5λ/NA,其中NA=sin(β),而tan(β)=Rlens/f(λ);对于入射角为θ的准直圆偏振入射光,其对应的正交圆偏振聚焦光斑中心在焦平面的偏移量d与入射角θ呈线性关系,即有d(θ)=C×θ×f(λ)。该透镜具有透过率高、集成了超分辨聚焦和平常扫描功能、质量轻和易于集成等优点,可应用于光学聚焦和光学成像、超分辨光学显微等领域。

    一种超分辨光刻的光生成器件

    公开(公告)号:CN109116687B

    公开(公告)日:2020-07-07

    申请号:CN201811278502.5

    申请日:2018-10-30

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G03F7/20

    摘要: 本发明公开了一种超分辨光刻的光生成器件,它由上至下依次布设透明基底层(1)、纳米狭缝或孔洞阵列结构的光栅掩模层(2)、平坦化膜层(3)和光子晶体多层膜(4)。本发明的技术效果是:将高空间频率的倏逝波传输到感光层,形成具有高深宽比、高光场强度特征的深亚波长光刻图形,突破了衍射极限约束,光传输效率高,图形均匀性好。

    一种远场超衍射三维空心焦斑平面聚焦器件

    公开(公告)号:CN108363215A

    公开(公告)日:2018-08-03

    申请号:CN201810220342.2

    申请日:2018-03-16

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: G02B27/42

    摘要: 一种远场超衍射三维空心焦斑平面聚焦器件,包括基底和位于基底上的同心介质圆环阵列,同心介质圆环阵列是由N个同心的介质圆环结构单元构成。通过介质圆环单元的厚度实现对入射光束的相位调控;通过由介质圆环单元构成的同心介质圆环阵列的优化设计,实现远场超衍射三维空心焦斑平面聚焦器件所需要的相位空间分布,在对柱矢量光束入射条件下,在焦距附近产生远场超衍射三维空心焦斑。通过控制入射柱矢量光束的角向偏振态和径向偏振态的振幅比例,可以提高超衍射三维空心焦斑的光学约束能力。该器件具有厚度薄、质量轻和便于集成等特点,可应用于受激发射损耗显微、光镊、纳米光刻以及超高密度数据存储等领域。

    一种基于宽光谱子带编码解调的早期皮肤肿瘤检测系统

    公开(公告)号:CN117064334A

    公开(公告)日:2023-11-17

    申请号:CN202310989073.7

    申请日:2023-08-08

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: A61B5/00

    摘要: 本发明公开了一种基于宽光谱子带编码解调的早期皮肤肿瘤检测系统,包括光纤环形器,光纤环形器连接有近红外宽谱光源、光谱仪和光纤耦合分束器,光纤耦合分束器连接有参考臂和样品臂,所述样品臂具有二维扫描振镜,所述二维扫描振镜用于扫描待检测皮肤;还包括宽光谱子带编码解调模块。光谱仪获取待测皮肤干涉光谱数据,对原始光谱进行噪声去除、波长重采样等预处理,优化参数。然后提取宽光谱子带信息,对各子带数据进行补零处理,通过离散傅里叶变换,获取各子带信息的时域幅值分布,利用极值法确定各像素点的主导尺寸。通过宽光谱子带编码解调,反演物体结构空间频率信息,可以实现亚微米级结构变化探测,实现早期皮肤肿瘤无损伤诊断。

    基于无衍射超分辨光束照明的非标记远场超分辨显微系统及方法

    公开(公告)号:CN109188669B

    公开(公告)日:2020-08-25

    申请号:CN201811172847.2

    申请日:2018-10-09

    申请人: 重庆大学

    摘要: 本发明涉及一种基于无衍射超分辨光束照明的非标记远场超分辨显微系统及方法,其包括无衍射超分辨光束照明模块、样品二维扫描模块、显微光学模块、超分辨成像模块。其照明光源采用无衍射超分辨光束,具有工作距离大、照明光束传播距离远、照明光束穿透性强、光束的横向半高全宽小于衍射极限;并采用共聚焦模式,实现一种无需标记的远场超分辨成像系统和方法;并可以实现对透明样品的三维层析成像,横向分辨率小于衍射极限,分辨率优于λ/5。可应用于生物样品的非标记超分辨显微成像、也可以应用于工业相关超分辨显微检测等领域。