一種基于泵浦-探針技術的超分辨裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于超分辨領域，尤其涉及一種快速的基于pump-probe技術的超分辨顯 微方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 由于光學系統(tǒng)衍射的影響，常規(guī)遠場光學顯微方法可實現(xiàn)的分辨率存在限 制。根據阿貝衍射極限理論，光束經顯微物鏡聚焦后所成光斑的尺寸用半高全寬表示為
【主權項】
1. 一種基于泵浦-探針技術的超分辨方法，第一光束照射樣品并使樣品的原子躍迀至 激發(fā)態(tài)，第二光束經相位調制后在樣品上形成空心光斑并激發(fā)信號光，第三光束在樣品上 形成實心光斑并激發(fā)信號光，其特征在于，控制第三光束的頻率為V 1，探測頻率為V1的信號 光得到第一信號光強I1 (X，y)，控制第二光路的頻率為V2，探測頻率為V2的信號光得到第二 信號光強I 2 (X，y)，并計算各掃描點處的有效信號光強I (X，y)，其中X，y為掃描點的二維坐 標，得到超分辨顯微圖像。
2. 如權利要求1所述的基于泵浦-探針技術的超分辨方法，其特征在于，所述的第二光 束對應的相位調制函數(shù)為：
其中，P為光束上某點與光軸的距離，P為光束垂直光軸剖面內位置極坐標矢量與X軸 的夾角。
3. 如權利要求1所述的基于泵浦-探針技術的超分辨方法，其特征在于，計算有效信號 光強I(x，y)的公式為： I (X，y) = I1(Xj)-Yl2(Xj)
其中，Amx為第一信號光強I1Uy)中的最大值，Amx為第二信號光強I 2(x，y)中的最 大值。
4. 如權利要求3所述的基于泵浦-探針技術的超分辨方法，其特征在于，所述的有效信 號光強值I(x，y)為負時，設置I(x，y) =0。
5. 如權利要求1所述的基于泵浦-探針技術的超分辨方法，其特征在于，所述的第一光 束、第二光束和第三光束具有不同的波長。
6. -種基于泵浦-探針技術的超分辨裝置，包括第一光源、第二光源、第三光源，承載 待測樣品的樣平臺，將光線投射到所述樣品臺的顯微物鏡，樣品臺下的顯微物鏡，兩個探測 系統(tǒng)，和計算機；其特征在于，設有連接第二光源和第一探測系統(tǒng)的第一鎖相器；該第一鎖 相器用于調控第二光源的發(fā)光頻率，還用于控制第一探測系統(tǒng)所接受的信號光頻率；還設 有連接第三光源和第二探測系統(tǒng)的第二鎖相器； 所述的計算機用于根據第一探測系統(tǒng)和第二探測系統(tǒng)得到的信號光強，計算有效信號 光強，得到超分辨顯微圖像。
7. 如權利要求6所述的基于泵浦-探針技術的超分辨裝置，其特征在于，所述的第一鎖 相器和第二鎖相器接入同一信號發(fā)生器，該信號發(fā)生器用于確定第一鎖相器和第二鎖相器 所調控的光束頻率。
8. 如權利要求6所述的基于泵浦-探針技術的超分辨裝置，其特征在于，所述第二光源 的光路上設有渦旋位相板，該渦旋位相板的相位調制函數(shù)為： fA/χφ)二 φ 其中，P為光束上某點與光軸的距離，I為光束垂直光軸剖面內位置極坐標矢量與X 軸的夾角。
9. 如權利要求6所述的基于泵浦-探針技術的超分辨裝置，其特征在于，所述第一光源 和第二光源發(fā)出的激光波長相同，第一光源和第二光源的光路上分別設有水平放置的第一 起偏器和垂直放置的第二起偏器。
10. 如權利要求6所述的基于泵浦-探針技術的超分辨裝置，其特征在于，所述顯微物 鏡的數(shù)值孔徑NA = 1. 4。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于泵浦-探針技術的超分辨方法，第一光束照射樣品并使樣品的原子躍遷至激發(fā)態(tài)，第二光束經相位調制后在樣品上形成空心光斑并激發(fā)信號光，第三光束在樣品上形成實心光斑并激發(fā)信號光；其中，控制第三光束的頻率為V1，探測頻率為V1的信號光得到第一信號光強I1(x,y)，控制第二光路的頻率為V2，探測頻率為V2的信號光得到第二信號光強I2(x,y)，并計算各掃描點處的有效信號光強I(x,y)，其中x,y為掃描點的二維坐標，得到超分辨顯微圖像。本發(fā)明還公開了一種基于泵浦-探針技術的超分辨裝置。本發(fā)明成像速度快，可以同時掃描被差分圖像，而且受激輻射相比原本方法的自發(fā)輻射要來的快。
【IPC分類】G02B21-36, G02B21-06, G01N21-64, G01N21-63
【公開號】CN104634766
【申請?zhí)枴緾N201510051875
【發(fā)明人】劉旭, 趙光遠, 王軼凡, 匡翠方
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月30日