System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片制造技术_技高网
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一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片制造技术

技术编号:40301283 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-07 20:48
本发明专利技术提供了一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,包括:倒置的纳米结构均匀光栅和纳米结构均匀基底。在利用此纳米结构载玻片进行组织切片检测时,将组织切片铺在光栅结构相对于光栅层的上平面,使可见光从下方入射,在倒置光栅结构发生衍射,衍射波会矢量成倍地作用于光栅矢量,从而会在特定波长下与波导达到波矢匹配,激发导模共振现象,进而在结构上表面形成了倏逝波场。并且通过打破光栅的对称保护性,进一步增强了增强光与组织切片的相互作用,进而实现了具有超窄线宽的高饱和组织切片即时无损成像,并且利用具有平整上表面的倒置光栅进行组织切片即时成像,可以避免较大起伏度图案化表面造成的检测不均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导模共振纳米结构和组织切片成像领域,具体涉及一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片


技术介绍

1、近年来,纳米结构超表面其应用涵盖集成光学、生物光学、信息光学、拓扑光学以及非线性光学等多个领域,关于纳米结构超表面应用于疾病检测、环境保护、食品卫生等各个领域的研究也越来越多,尤其是在生物传感领域,具有重要的科学意义和实用价值。例如目前研究者依靠银金属纳米孔洞结构载玻片已实现无需染色即可得到全彩的组织切片即时成像,大大缩短了现有染色法实现组织切片成像需要的时间,但是研究者忽略了金属在可见光范围内的固有损耗,导致了组织切片颜色纯净度较低的成像,同时透射率低,也导致了较低的明暗对比度。

2、此外,基于银金属纳米孔洞结构载玻片忽略了银金属材料易氧化,以及表面孔洞凹凸不平,微观形态下组织切片可能产生“凹陷”,导致组织切片铺开不均匀,进而影响成像的问题。


技术实现思路

1、针对上述现有纳米载玻片对于组织切片的实时无损伤即时成像饱和度低,明暗对比度低,并且表面凹凸不平的问题,导致组织切片成像不均匀性的问题,本专利技术旨在通过平整的组织切片检测区以及倒置的纳米结构均匀光栅,通过打破结构对称性,激发准连续体束缚态,形成具有超高明暗对比度与饱和度的平面化纳米载玻片,从而当组织切片放置到载玻片上时能够形成具有高明暗对比度与饱和度的组织切片成像。本专利技术提供一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片。

2、本专利技术提出了一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,包括:倒置的同质纳米结构均匀光栅和纳米结构均匀基底,其中,所述纳米结构均匀基底连接在所述倒置的同质纳米结构均匀光栅下表面,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅包括光栅单元,所述纳米结构均匀基底包括基底单元,所述光栅单元和所述基底单元构成纳米载玻片单元结构,所述光栅单元和所述基底单元相互嵌入形成有效功能层,所述有效功能层包括依次排列的第一单元部件、第二单元部件、第三单元部件、第四单元部件。

3、优选的,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为蓝宝石,或硅,或二氧化硅,或氮化硅,所述纳米结构均匀基底的材质为蓝宝石,或硅,或二氧化硅,或氮化硅,或透明环氧树脂的任一种或多种复合。

4、优选的,在可见光范围内,所述二氧化硅的折射率范围为1.45-1.47,所述硅的折射率范围为3.4-3.48,所述二氧化硅的折射率范围为1.76-1.80,所述氮化硅的折射率范围为2.0-2.1,透明环氧树脂的折射率范围为1.4-1.5。

5、优选的,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为氮化硅,纳米结构均匀基底的材质为透明环氧树脂;优选的,所述氮化硅的折射率为2.02。

6、优选的,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅周期定义为p,所述光栅单元的光栅初始宽度w0为p/4,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅不对称程度δw,所述第一单元部件的宽度w1与所述第三单元部件的宽度w3相同,w1=w3=w0=p/4,所述第二单元部件的宽度w2为w0+δw,所述第四单元部件的宽度w4为w0-δw,所述有效功能层的不对称因子eta定义为δw/w0。

7、优选的,所述有效功能层的厚度h1为10-200nm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅中波导层的厚度h2为10-200nm,所述纳米结构均匀基底的厚度h3为100nm-3mm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅周期p为400-800nm,所述有效功能层的不对称因子δw/w0为0.1-1.0。

8、优选的,所述有效功能层的厚度h1为70nm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅中波导层的厚度h2为80nm,所述纳米结构均匀基底的厚度h3为100nm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅周期p为400-800nm,所述有效功能层的不对称因子δw/w0为0.1。

9、优选的,还包括组织切片检测层,所述组织切片检测层连接在所述倒置的同质纳米结构均匀光栅上表面。

10、本专利技术提供的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,包括:倒置的同质纳米结构均匀光栅和纳米结构均匀基底,纳米结构均匀基底连接在倒置的同质纳米结构均匀光栅下表面,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅包括光栅单元,所述纳米结构均匀基底包括基底单元,所述光栅单元和所述基底单元构成纳米载玻片单元结构,所述光栅单元和所述基底单元相互嵌入形成有效功能层,所述有效功能层包括依次排列的第一单元部件、第二单元部件、第三单元部件、第四单元部件。在进行实际组织切片检测时,将组织切片铺在光栅结构相对于光栅层的上平面,通过平面化的载玻片表面实现了组织切片的均匀铺开,同时可见光从光栅结构下方入射,通过全介质的导模共振光栅结构,得到了较高的明暗对比度,并且进一步通过打破光栅结构的不对称性,从而激发了准连续体中的束缚态,通过连续体中的束缚态进一步增强光与组织切片的相互作用,提高成像的饱和度、颜色纯净度以及明暗对比度,从而达到将组织切片放置于基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片上时,能够实现高饱和高对比的组织切片即时无损成像。

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【技术保护点】

1.一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,包括:倒置的同质纳米结构均匀光栅和纳米结构均匀基底,其中,所述纳米结构均匀基底连接在所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的下表面,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅包括若干个光栅单元,所述纳米结构均匀基底包括若干个基底单元,所述光栅单元和所述基底单元构成纳米载玻片单元结构,所述光栅单元下表面凸起,形成第一单元部件和第三单元部件,和所述基底单元上表面凸起,形成第二单元部件和第四单元部件,所述第一单元部件、第二单元部件、第三单元部件、第四单元部件相互嵌合,依次排列,形成有效功能层。

2.如权利要求1所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为蓝宝石,或硅,或二氧化硅,或氮化硅;

3.如权利要求2所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,在可见光波段范围内,所述二氧化硅的折射率范围为1.45-1.47,所述硅的折射率范围为3.40-3.48,所述蓝宝石的折射率范围为3.00-3.08,所述氮化硅的折射率范围为2.60-2.65。

4.如权利要求3所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为氮化硅,纳米结构均匀基底的材质为透明环氧树脂;所述氮化硅的折射率为2.02。

5.如权利要求1所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅周期定义为p,所述光栅单元的光栅初始宽度w0为p/4,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅不对称程度Δw,所述第一单元部件的宽度w1与所述第三单元部件的宽度w3相同,w1=w3=w0=p/4,所述第二单元部件的宽度w2为w0+Δw,所述第四单元部件的宽度w4为w0-Δw,所述有效功能层的不对称因子eta定义为Δw/w0。

6.如权利要求5所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述有效功能层的厚度h1为10-200nm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅中波导层的厚度h2为10-200nm,所述纳米结构均匀基底的厚度h3为100nm-3mm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的光栅周期p为400-800nm,所述有效功能层的不对称因子Δw/w0为0.1-1.0。

7.如权利要求6所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述有效功能层的厚度h1为70nm,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅中波导层的厚度h2为80nm,所述纳米结构均匀基底的厚度h3为100nm,所述有效功能层的不对称因子Δw/w0为0.1。

8.如权利要求1所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,还包括组织切片检测层,所述组织切片检测层连接在所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的上表面。

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【技术特征摘要】

1.一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,包括:倒置的同质纳米结构均匀光栅和纳米结构均匀基底,其中,所述纳米结构均匀基底连接在所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的下表面,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅包括若干个光栅单元,所述纳米结构均匀基底包括若干个基底单元,所述光栅单元和所述基底单元构成纳米载玻片单元结构,所述光栅单元下表面凸起,形成第一单元部件和第三单元部件,和所述基底单元上表面凸起,形成第二单元部件和第四单元部件,所述第一单元部件、第二单元部件、第三单元部件、第四单元部件相互嵌合,依次排列,形成有效功能层。

2.如权利要求1所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为蓝宝石,或硅,或二氧化硅,或氮化硅;

3.如权利要求2所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,在可见光波段范围内,所述二氧化硅的折射率范围为1.45-1.47,所述硅的折射率范围为3.40-3.48,所述蓝宝石的折射率范围为3.00-3.08,所述氮化硅的折射率范围为2.60-2.65。

4.如权利要求3所述的一种基于连续体束缚态的平面化纳米结构倒置光栅载玻片,其特征在于,所述倒置的同质纳米结构均匀光栅的材质为氮化硅,纳米结构均匀基底的材质为透明环氧树脂;所述氮化硅的折射率为2.02。

5.如权利要求1所述的一种基于连...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱嘉恒朱锦锋
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:

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