[發明專利]一種基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法和裝置

有效

• 申請號: 201210144381.1
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102661938A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 匡翠方;李帥;薛懿;顧兆泰;劉旭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G02B21/36;G02B27/28
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法，包括將第一激光光束和第二激光光束分別轉換為第一切向偏振光和第二切向偏振光；所述第一切向偏振光經相位調制后投射到熒光樣品上形成激發光斑；其特征在于：所述第二切向偏振光分解為第一工作光束和第二工作光束，所述第一工作光束和所述第二工作光束分別進行相位調制形成第一STED光束和第二STED光束，所述第一STED光束和所述第二STED光束經顯微物鏡投射到熒光樣品上通過非相干疊加形成相應的STED光斑，該STED光斑的中心點與所述激發光斑的中心點重合得到聚焦光斑；收集熒光樣品在該聚焦光斑作用下發出的熒光，經處理后得到相應的顯微圖像。

2.如權利要求1所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法，其特征在于，所述的第一激光光束進行相位調制的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角。

3.如權利要求1所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法，其特征在于，所述的第一工作光束進行相位調制的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角，θ₁、θ₂、θ₃、θ₄均為對應的位相板的結構參數，所述α為由顯微物鏡的數值孔徑NA所決定的最大孔徑角，n為待測熒光樣品周圍介質的折射率。

4.如權利要求3所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法，其特征在于，所述顯微物鏡的數值孔徑NA=1.4，所述位相板的結構參數θ₁、θ₂、θ₃、θ₄分別為θ₁=0.1、θ₂=0.4、θ₃=0.62、θ₄=0.77。

5.如權利要求1所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微方法，其特征在于，所述的第二工作光束進行相位調制的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角。

6.一種基于切向偏振光的受激發射損耗顯微裝置，包括：沿第一光路依次布置的第一光源、第一切向偏振轉換器和第一位相板；沿第二光路依次布置的第二光源、第二切向偏振轉換器；用于承載熒光樣品的納米平移臺；用于將所述第一光路和第二光路的光線投射至熒光樣品的投射裝置；檢測所述熒光樣品發光的探測成像系統；其特征在于，在所述第二切向偏振轉換器與投射裝置之間依次設有：

用于將所述第二切向偏振轉換器的出射光分解為第一工作光束和第二工作光束的第一分光棱鏡；

用于將所述第一工作光束和所述第二工作光束分別進行相位調制的第二位相板和第三位相板；

用于匯聚所述第二位相板和第三位相板的出射光的第二分光棱鏡。

7.如權利要求6所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微裝置，其特征在于，所述第一位相板為0~2π渦旋位相板，其對應的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角。

8.如權利要求6所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微裝置，其特征在于，所述第二位相板為0/π位相板，其對應的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角，θ₁、θ₂、θ₃、θ₄均為對應的位相板的結構參數，所述α為由顯微物鏡的數值孔徑NA所決定的最大孔徑角，n為待測熒光樣品周圍介質的折射率。

9.如權利要求6所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微裝置，其特征在于，所述第三位相板為四象限型0/π位相板，其對應的調制函數為：所述θ為入射光束垂直光軸剖面內各點所對應的孔徑角，所述的為入射光束垂直光軸剖面內各點的極坐標位置矢量與x軸的夾角。

10.如權利要求6所述的基于切向偏振光的受激發射損耗顯微裝置，其特征在于，在所述第一光源與所述第一切向偏振轉換器及所述第二光源與所述第二切向偏振轉換器之間依次設有：用于對光束進行準直作用的單模光纖和準直透鏡。