[發(fā)明專利]一種用于表面等離子體共振成像的數(shù)字全息記錄方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710614343.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107589096B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙建林;張繼巍;戴思清;邸江磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用于表面等離子體共振成像的數(shù)字全息記錄方法。利用表面等離子體共振只對p偏振光波響應(yīng)的特點，以包含s分量和p分量的線偏光作為表面等離子體共振成像系統(tǒng)的入射光波，出射光波經(jīng)沃拉斯頓棱鏡后分為具有一定夾角的s和p偏振光波，其中s偏振光波不能激發(fā)表面等離子體共振，不攜帶物光波信息而作為參考光波，p偏振光波作為物光波。物光波與參考光波經(jīng)檢偏器后，以相同的偏振態(tài)到達圖像采集器件并發(fā)生離軸干涉，實現(xiàn)共路式的數(shù)字全息記錄。所涉及的數(shù)字全息記錄方法使實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，時間穩(wěn)定性高，并且沒有損失系統(tǒng)原有的有效視場。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字全息記錄方法，尤其涉及一種在表面等離子體共振成像系統(tǒng)中，通過引入沃拉斯頓棱鏡，使物光波和參考光波以共路的方式干涉而實現(xiàn)數(shù)字全息記錄的方法。

背景技術(shù)

表面等離子體共振對于金屬界面上近場區(qū)域樣品折射率/濃度、厚度的微小變化異常靈敏，具有免標記和實時響應(yīng)的優(yōu)點。因而，表面等離子體共振成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的表面等離子體共振成像技術(shù)采用強度探測，相比于強度探測，相位探測技術(shù)因其更高的靈敏度而得到更快的發(fā)展。多種光學(xué)干涉技術(shù)，包括時域相位調(diào)制干涉術(shù)、外差干涉術(shù)和相移干涉術(shù)，被應(yīng)用于表面等離子體共振成像系統(tǒng)中以進行相位探測。此外，數(shù)字全息術(shù)因其可以對物場的振幅及相位分布進行快速、全場、非破壞性和高分辨率定量測量等優(yōu)點，也被應(yīng)用于表面等離子體共振成像，以提高探測靈敏度和拓寬探測范圍(S.Li,et al.“Simultaneous amplitude-contrast and phase-contrastsurface plasmon resonance imaging by use of digital holography,”Biomed.Opt.Express 3(12),3190–3202(2012).)。利用高數(shù)值孔徑油浸物鏡耦合的表面等離子體共振顯微術(shù)與數(shù)字全息術(shù)相結(jié)合，可以進行高放大倍數(shù)和無畸變成像(B.Mandracchia,et al.“Surface plasmon resonance imaging by holographicenhanced mapping,”Anal.Chem.87,4124–4128(2015).)。但是，該成像系統(tǒng)中的數(shù)字全息記錄方式基于非共光路的馬赫-曾德干涉儀，導(dǎo)致其時間穩(wěn)定性較低，不利用動態(tài)過程的實驗測量。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，使表面等離子體共振成像系統(tǒng)中物光波和參考光波以共路的方式干涉而實現(xiàn)數(shù)字全息記錄，進而提高系統(tǒng)的時間穩(wěn)定性以利于動態(tài)過程的實驗測量，本發(fā)明提出一種用于表面等離子體共振成像的共光路數(shù)字全息記錄方法。

技術(shù)方案

本發(fā)明的思想在于：利用表面等離子體共振只對p偏振光波響應(yīng)的特點，以包含s偏振和p偏振分量的線偏光作為表面等離子體共振成像系統(tǒng)的入射光波，出射光波經(jīng)沃拉斯頓棱鏡分解為具有一定夾角的s和p偏振光波，其中s偏振光波不能激發(fā)表面等離子體共振，不攜帶物光波信息而作為參考光波。物光波和參考光波經(jīng)檢偏器后，以相同的偏振態(tài)到達圖像采集器件并發(fā)生離軸干涉，實現(xiàn)共路式的數(shù)字全息記錄。

一種用于表面等離子體共振成像的數(shù)字全息記錄方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：一束偏振方向為45°的線偏振平行光以激發(fā)角θ入射到Kretschmann結(jié)構(gòu)上發(fā)生表面等離子體共振；

步驟2：出射光波經(jīng)成像透鏡后繼續(xù)通過具有一定分束角的沃拉斯頓棱鏡，分出的s偏振光波作為參考光波，p偏振光波作為物光波；

步驟3：物光波和參考光波穿過一定起偏方向的檢偏器后，到達圖像采集器件靶面并發(fā)生離軸干涉，得到數(shù)字全息圖。

有益效果