【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及显微镜成像，特别是涉及一种近场光学显微镜系统及成像方法。
技术介绍
1、近场光学显微镜技术是进入二十一世纪以来，发展最为迅速的一项显微镜技术。使人们的视野拓宽到波长的十分之一以下，即达到纳米精度。在近场光学显微镜系统中，采用孔径远小于光波长的探针代替光学镜头，当把这样的亚波长放置在距离物体表面的一个波长以内，即近场区域内，通过探测束缚在物体表面的非辐射源，可以探测到丰富的亚微米光学信息。
2、传统光学显微镜(即远场光学显微镜)是显微镜家族中年代最久远的成员，它曾是观测微小结构的唯一手段。传统光学显微镜由光学透镜组成，利用折射率变化和透镜的曲率变化，将被观察的物体放大，来获得其细节信息。然而，光的衍射极限限制了光学显微镜分辨力的进一步提高。由瑞利分辨力极限可知，光学显微镜的放大倍数是不能任意增大的。瑞利判据建立在传播波的假设下，如果能够探测携带物体细节信息的倏逝波，就能规避瑞利判据，突破衍射极限的限制。
3、近场光学成像不同于经典光学，它所涉及的是一个波长范围内的光学理论和现象。所谓的“近场”区域内包含：(一)辐射场：是可向外传输的场成分；(二)非辐射场：是被限制在样品表面并且在远处迅速衰减的场成分。由于近场波体现了光在传播时遇到空间光学性质不连续情况下的瞬态变化，所以可以通过探测样品的倏逝波来探测样品的亚波长结构和光学信息。近年来，近场光学显微术在理论和实践上都已取得了突破性的发展。
4、通常情况下，近场光学显微镜采用红外波段至太赫兹波段，通过结合原子力显微镜(afm，atomi
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种近场光学显微镜系统及成像方法，用于解决现有技术中近场光学显微镜抑制背景噪声及增强散射光强度都较为困难的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种近场光学显微镜系统，所述近场光学显微镜系统至少包括：微反射镜阵列、光路模块及显微镜模块，其中：
3、所述微反射镜阵列、所述光路模块均与所述显微镜模块连接；
4、所述微反射镜阵列接收所述光路模块产生的激光信号，通过调节所述微反射镜阵列中每一个微反射镜的方向，调整激光信号在所述光路模块上产生的波前信息；调节每一个反射镜的旋转角度，将激光信号反射至所述显微镜模块，使所述显微镜模块产生满足对比度和分辨率要求的探测信号，对样品的近场光学信息进行探测，其中，所述波前信息包括激光信号的幅值与相位；
5、其中，所述微反射镜阵列的表达式为x[n，m，d]，其中，n等于横向微反射镜的个数，n为大于等于2的自然数；m等于纵向微反射镜的个数，m为大于等于2的自然数；d为微反射镜的旋转角度。
6、可选地，所述光路模块包括：第一激光器、第二激光器、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、第三离轴抛物面镜、第一光束分束器、第二光束分束器、第三光束分束器及光检测器，其中：
7、所述第一激光器发射第一激光信号，其中，所述第一激光信号经过所述第一离轴抛物面镜直射，到达所述微反射镜阵列上；通过所述微反射镜阵列反射，到达所述第三离轴抛物面镜；通过所述第三离轴抛物面镜聚焦，到达所述显微镜模块上；
8、所述第二激光器发射第二激光信号，其中，所述第二激光信号经过所述第二离轴抛物面镜直射，到达所述第一光束分束器，分解成第一光束与第二光束；所述第一光束直射至所述第三光束分束器；所述第二光束通过所述微反射镜阵列反射，到达所述第二光束分束器，经所述第二光束分束器反射，到达所述第三光束分束器；将到达所述第三光束分束器的所述第一光束及所述第二光束传输至所述光检测器，在所述光检测器上产生规则的干涉条纹，使所述显微镜模块产生的探测信号基于干涉条纹，对样品的近场光学信息进行探测，其中，所述光检测器与所述显微镜模块连接，受所述显微镜模块控制；
9、其中，所述第二激光器、所述第二离轴抛物面镜、所述第一光束分束器、所述微反射镜阵列、所述第二光束分束器、所述第三光束分束器及所述光检测器组成迈克尔逊干涉仪。
10、可选地，所述第一激光器的光源为红外激光或太赫兹激光；所述第二激光器的光源为可见光。
11、可选地，所述第一离轴抛物面镜、所述第二离轴抛物面镜及所述第三离轴抛物面镜的镜面为镀金镜面或镀银镜面。
12、可选地，所述显微镜模块包括：计算机及扫描探针平台，其中，所述扫描探针平台与计算机连接，基于计算机的控制输出探测信号，接收由所述第三离轴抛物面镜聚焦的所述第一激光信信号，对样品的近场光学信息进行探测，并将探测结果输入计算机。
13、可选地，所述扫描探针平台为小孔式近场光学显微镜扫描探针平台或散射式近场光学显微镜扫描探针平台。
14、本专利技术提供一种近场光学显微镜成像方法，所述近场光学显微镜成像方法至少包括：
15、提供所述近场光学显微镜系统，调节所述微反射镜阵列的方向，使所述光路模块产生规则的干涉条纹；
16、遍历所述微反射镜阵列中每一个微反射镜，并调节反射镜的旋转角度，使探测信号的功率到达峰值，将每一个微反射镜的角度存贮至x[n，m，d]中；
17、关闭所述第二激光信号，对样品的近场光学信息进行探测，其中，关闭所述第二激光信号即关闭迈克尔逊干涉仪。
18、可选地，通过同步调节所述微反射镜阵列中每一个微反射镜的方向，使所述光路模块产生规则的干涉条纹。
19、可选地，探测信号与所述微反射镜阵列的关系为：其中，γ1表示为每一个微反射镜的入射矩阵，γ2为每一个微反射镜的出射矩阵，i表示为第一激光信信号，x为x[n，m，d]的简写。
20、如上所述，本专利技术的一种近场光学显微镜系统及成像方法，具有以下有益效果：
21、1)本专利技术的近场光学显微镜系统及成像方法，利用微反射镜阵列辅助探测样品的近场光学信息，能够有效地抑制背景噪声，增强反射光的强度，极大提高成像的分辨率和对比度。
22、2)本专利技术的近场光学显微镜系统及成像方法，结构简单，操作便捷，具有广泛的适用性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种近场光学显微镜系统，其特征在于，所述近场光学显微镜系统至少包括：微反射镜阵列、光路模块及显微镜模块，其中：
2.根据权利要求1所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述光路模块包括：第一激光器、第二激光器、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、第三离轴抛物面镜、第一光束分束器、第二光束分束器、第三光束分束器及光检测器，其中：
3.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述第一激光器的光源为红外激光或太赫兹激光；所述第二激光器的光源为可见光。
4.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述第一离轴抛物面镜、所述第二离轴抛物面镜及所述第三离轴抛物面镜的镜面为镀金镜面或镀银镜面。
5.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述显微镜模块包括：计算机及扫描探针平台，其中，所述扫描探针平台与计算机连接，基于计算机的控制输出探测信号，接收由所述第三离轴抛物面镜聚焦的所述第一激光信信号，对样品的近场光学信息进行探测，并将探测结果输入计算机。
6.根据权利要求5所述的近场光学显微镜系统，其
7.一种近场光学显微镜成像方法，其特征在于：所述近场光学显微镜成像方法至少包括：
8.根据权利要求7所述的近场光学显微镜成像方法，其特征在于：通过同步调节所述微反射镜阵列中每一个微反射镜的方向，使所述光路模块产生规则的干涉条纹。
9.根据权利要求7所述的近场光学显微镜成像方法，其特征在于：探测信号与所述微反射镜阵列的关系为：其中，Γ1表示为每一个微反射镜的入射矩阵，Γ2为每一个微反射镜的出射矩阵，I表示为第一激光信信号，X为X[n，m，d]的简写。
...【技术特征摘要】
1.一种近场光学显微镜系统，其特征在于，所述近场光学显微镜系统至少包括：微反射镜阵列、光路模块及显微镜模块，其中：
2.根据权利要求1所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述光路模块包括：第一激光器、第二激光器、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、第三离轴抛物面镜、第一光束分束器、第二光束分束器、第三光束分束器及光检测器，其中：
3.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述第一激光器的光源为红外激光或太赫兹激光；所述第二激光器的光源为可见光。
4.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述第一离轴抛物面镜、所述第二离轴抛物面镜及所述第三离轴抛物面镜的镜面为镀金镜面或镀银镜面。
5.根据权利要求2所述的近场光学显微镜系统，其特征在于：所述显微镜模块包括：计算机及扫描探针平台，其中，所述扫描探针平台与计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌林，王长，曹俊诚，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。