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光学透镜

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很多光学透镜我就不说了。我就说说最近看到的一个有趣的光学透镜。就是微球超级透镜(微球超级透镜)。

1,光学透镜不是玻璃球吗???我说的当然不是玻璃球。。。问:微球超级光学透镜有多小?2-9 um,而一般人的头发直径一般在60-90 um,可以拔一根头发体验一下这个尺度。。。不要小看这么小的微球,可以用于超分辨率成像!研究人员使用直径为2-9微米的二氧化硅微球(你可以把它们想象成应时)来实现白光显微成像,最小横向分辨率为50纳米。我们知道,白光(普通光学显微镜的光源)的成像分辨率受到衍射极限的限制,一般认为是半波长,约为250 nm。这个衍射极限公式必须是大家都知道的:


2。光学透镜衍射极限公式的实验装置很简单。。。有多简单???就是把微球放在我们平时用的普通光学显微镜的载物台上,准确的说是贴在载物台的样品上。你就是这么得到的???是的,它是。这时,知乎跳出来,打我膝盖:NC不是水杂志吗?到目前为止,这个NC的Google引用量(年均引用率65):亲爱的,这恐怕不是历史上最便宜的光学超分辨率系统...确定了系统结构,这个超分辨率的样本也很重要。应该找什么样的超分辨率结构的样本?很容易认为FIB等手段刻蚀的光栅和纳米孔具有小于衍射极限的结构。但是作者居然想到用蓝光光盘!!这大概是最便宜的样品了。然后,对该超分辨率系统的性能进行了测试:。微球光学透镜在显微镜的反射照明模式和透射模式下都表现出优异的超分辨率特性。


以上文章是微球超分辨率成像的开创性工作,其次是各种材料和液体浸没形式的微球光学透镜超分辨率成像,这里就不讨论了。现在已经把这项技术开发成产品了!光学透镜还是挺小的,电控。它可以用于一些生物组织的显微成像。光学透镜也可以用来成像一些物理微结构。纳米间隙、纳米孔、纳米图案等。(只是欣赏图纸和比例)。


有朋友对这种微球光学透镜超分辨系统的原理感兴趣。我在这里简单介绍一下:其实早在2004年就有一篇文章报道了微球散射光时形成光子纳米射流的现象。这种现象在纳米发射光强度分布的半峰全宽处具有超衍射极限的特征,表明这种微球可用于实现光学超分辨率。除了波长,特性还与微球的折射率(也与环境折射率有关)和大小有关。虽然我们可以看到高折射率微球的聚焦点在球体内部,但是如果增加环境折射率,纳米射流也可以转移到球体外部。从物理光学的角度,可以分析超分辨的过程:这些精细结构表面存在指数衰减的倏逝波,属于近场范畴。一般来说普通物镜无法采集,因为倏逝波包含物体结构的详细信息,即高频成分,而物镜的NA有限,只能采集远场信息。当近场集光器和远场集光器之间存在介质(即微球)时,它起到转换器的作用,将微结构表面的近场辐射 到远场中,然后由物镜收集,这样我们就可以看到物体的高频成分,即细节信息,从而实现超分辨率成像。(显然,你的物镜在这个过程中不可能是短板。在实验中,你通常使用100倍的物镜,na: 0.9-1)。可能你觉得这个实验很简单。是的,有时候科研就是这样,需要仔细观察,深挖。你会发现,简单的事情不一定简单。