【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种显微成像系统，尤其是涉及一种显微成像系统的微柱及使用该微柱的显微成像系统。
技术介绍
1、十九世纪末，德国物理学家阿贝指出光学显微镜的分辨率极限约为光波长的一半，衍射极限约为200nm，衍射极限的客观存在阻碍了人类对百纳米尺度微观世界的探索。近年来，科学界提出了一系列的超分辨显微成像技术突破衍射极限。在众多的超分辨技术中，基于微球的超分辨成像技术以可无标成像以及结构简单、成本低而受到广泛关注。光子纳米喷射是微球实现超分辨成像的重要成因：即当平面波照射透明介质微球时，在其背向阴影侧会产生一束高强度亚波长级别的聚焦光束。微球的这一特性被应用于激光清洗、激光加工、单分子探测和超分辨成像等领域。
2、微球表面产生的亚波长级别聚焦光束-光子纳米喷射，可以有效缩小基于微球的超分辨成像系统的点扩散函数，进而提高其成像分辨率。光子纳米喷射的特性参数包括全宽半高(fwhm)、有效长度和峰值功率。近年来，研究者们通过设计微球结构提出了一系列提升光子纳米喷射性能的方法，如设计横向梯度折射率结构压缩全宽半高、截断微球结构提高有效长度等。有研究表明在实际成像过程中，微球可以耦合倏逝波传输到远场，倏逝波的传输路径沿微球切线方向传输，倏逝波成分携带物体精细结构信息。然而，目前绝大部分微球结构设计没有考虑倏逝波传输方向的结构和折射率调制，即沿微球切线方向的结构设计。因为微柱和微球沿光传输方向的场分布相同，且微柱加工更简单，因此通常人们更多地将微柱为主要研究对象。
3、此外，目前大部分微柱结构利用折射率大于2的材料得到约
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种使用相对容易得到的低折射率材料也能实现约一百纳米束宽的光学微柱及使用该光学微柱的显微成像系统。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种光学微柱，为圆形柱体，所述的圆形柱体由至少6块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体均分为至少三种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，环绕柱轴逆时针和/或顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
3、与现有技术相比，本专利技术的优点在于提出了折射率沿切线方向梯度分布的光学微柱设计方案，通过用多个折射率梯度分布的扇形柱体来构成圆柱形的光学微柱，利用不同折射率之间波叠加现象去压缩光子纳米喷射的fwhm，能够采用较低折射率的材料来实现约一百纳米的束宽。
4、优选地，所述的折射率等差递增或递减。
5、优选地，所述的圆形柱体以所述的光线入射点过所述的柱轴后与光线出射点构成的中心连线，在所述的中心连线的两侧的扇形柱体相互对称。
6、优选地，所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有6种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
7、优选地，所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有3种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率先递增再递减或先递减再递增的原则依次顺序排列。
8、本专利技术基于上述的技术方案提出了一种使用上述的光学微柱的显微成像系统，包括照明模块、探测模块和光学微柱，所述的光学微柱包括圆形柱体，所述的圆形柱体由至少6块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体均分为至少三种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，环绕柱轴逆时针和/或顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
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1.一种光学微柱，为圆形柱体，其特征在于所述的圆形柱体由至少6块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体均分为至少三种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，环绕柱轴逆时针和/或顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
2.如权利要求1所述的一种光学微柱，其特征在于所述的折射率等差递增或递减。
3.如权利要求1所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体以所述的光线入射点过所述的柱轴后与光线出射点构成的中心连线，在所述的中心连线的两侧的扇形柱体相互对称。
4.如权利要求3所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有6种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
5.如权利要求3所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有3种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率先递增再递减或先递减再递增的原则依次顺序排列。
6.一种使用权利
7.如权利要求6所述的一种显微成像系统，其特征在于所述的折射率等差递增或递减。
8.如权利要求6所述的一种显微成像系统，其特征在于所述的圆形柱体以所述的光线入射点过所述的柱轴后与光线出射点构成的中心连线，在所述的中心连线的两侧的扇形柱体相互对称。
9.如权利要求8所述的一种显微成像系统，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有6种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
10.如权利要求8所述的一种显微成像系统，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有3种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率先递增再递减或先递减再递增的原则依次顺序排列。
...【技术特征摘要】
1.一种光学微柱，为圆形柱体，其特征在于所述的圆形柱体由至少6块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体均分为至少三种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，环绕柱轴逆时针和/或顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
2.如权利要求1所述的一种光学微柱，其特征在于所述的折射率等差递增或递减。
3.如权利要求1所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体以所述的光线入射点过所述的柱轴后与光线出射点构成的中心连线，在所述的中心连线的两侧的扇形柱体相互对称。
4.如权利要求3所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有6种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率递增或递减的原则依次顺序排列。
5.如权利要求3所述的一种光学微柱，其特征在于所述的圆形柱体由12块扇形柱体组成，组成所述的圆形柱体的扇形柱体有3种折射率，所有的扇形柱体以光线入射点为起始点，以逆时针和顺时针按折射率先递增再递减或先递减再递增的原则依次顺序排列。
6.一种使用权利要求1所述的光学微柱的显微成...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢燚，陈友华，崔志英，匡翠方，毛昊阳，
申请(专利权)人：宁波永新光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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