[發明專利]一種微納結構成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201910688799.0
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110361364B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 魏茹雪;路鑫超;劉虹遙;江麗雯;孫旭晴;王暢
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;李明里

1.一種微納結構成像方法，其特征在于，包括：

將待成像微納結構樣品放置在表面等離激元激發平面上；

分別從兩個或多個不同的方向入射光源并在所述微納結構樣品位置激發表面等離激元，且不同方向入射光源的入射角度相同，當分別從兩個方向入射光源時，第二次光源的入射方向為第一次光源的出射方向；獲得對應的兩個或多個微納結構樣品的成像圖像；

基于所述兩個或多個微納結構樣品的成像圖像進行圖像重建，得到微納結構樣品的成像結果。

2.根據權利要求1所述的微納結構成像方法，其特征在于，在圖像重建后，還包括對重建得到的圖像進行消噪聲處理，得到微納結構樣品的成像結果，包括：

根據重建得到的圖像，確定像素分割閾值；

依次判斷所述微納結構重建結果中每一像素點的像素值，若大于所述像素分割閾值，則保留；否則，將該像素點的像素值置為0。

3.根據權利要求1或2所述的微納結構成像方法，其特征在于，所述圖像重建，包括：

分別比較所述兩個或多個微納結構樣品的成像圖像中相應位置像素點的像素值大小，將最大的像素值作為所述微納結構重建結果中對應像素點的像素值。

4.根據權利要求1所述的微納結構成像方法，其特征在于，所述入射光源為窄帶單色光。

5.一種微納結構成像裝置，其特征在于，包括：

用于激發表面等離激元并承載待成像微納結構樣品的表面等離激元激發平面；

調控激發單元，用于調節光源入射角度，以激發表面等離激元；

圖像傳感器，用于當分別從兩個或多個不同的方向入射光源并在所述微納結構樣品位置激發表面等離激元時，獲得對應的兩個或多個微納結構樣品的成像圖像；且不同方向入射光源的入射角度相同，當分別從兩個方向入射光源時，第二次光源的入射方向為第一次光源的出射方向；

圖像處理單元，用于基于所述兩個或多個微納結構樣品的成像圖像進行圖像重建，得到微納結構樣品的成像結果。

6.根據權利要求5所述的微納結構成像裝置，其特征在于，所述調控激發單元包括：光源發射器、擴束組合鏡組、偏振片、二維線性電動平臺、第一透鏡、第一反射鏡、第二透鏡、第二反射鏡、薄膜分束器、油浸物鏡；

所述光源發射器發出的光依次經過擴束組合鏡組、偏振片入射至第一反射鏡表面，從第一反射鏡表面反射的光依次經過第一透鏡、第二反射鏡、薄膜分束器、油浸物鏡入射至所述表面等離激元激發平面；

從所述表面等離激元激發平面反射的光依次經油浸物鏡、薄膜分束器及第二透鏡，入射至所述圖像傳感器；

所述第一反射鏡與第一透鏡設置于所述二維線性電動平臺上。

7.根據權利要求6所述的微納結構成像裝置，其特征在于，通過調整所述二維線性電動平臺的位置，使得所述光源發射器的發出的照明光從兩個或多個不同的方向入射并激發表面等離激元至所述微納結構樣品。

8.根據權利要求5所述的微納結構成像裝置，其特征在于，所述調控激發單元包括棱鏡、偏振片、光源發射器、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡；

所述表面等離激元激發平面與所述棱鏡的底面平行設置，所述表面等離激元激發平面基底與所述棱鏡具有相同折射率，并在二者間設置折射率匹配液體；

所述光源發射器發射的光依次經過所述第三透鏡、偏振片垂直入射至所述棱鏡的一個界面，從所述表面等離激元激發平面反射的光依次經由所述棱鏡的另一個界面、第四透鏡、第五透鏡，入射至所述圖像傳感器；

調整所述表面等離激元激發平面與所述棱鏡的底面的相對位置，使得所述光源發射器的發出的光從兩個或多個不同的方向入射并激發表面等離激元至所述微納結構樣品。

9.根據權利要求5所述的微納結構成像裝置，其特征在于，所述圖像處理單元執行下述流程得到微納結構樣品的成像結果：

獲取重建圖像：分別比較所述兩個或多個微納結構樣品的成像圖像中相應位置像素點的像素值大小，將最大的像素值作為所述微納結構重建結果中對應像素點的像素值；

對重建得到的圖像進行消噪聲處理，得到微納結構樣品的成像結果：

根據重建得到的圖像，確定像素分割閾值；

依次判斷所述微納結構重建結果中每一像素點的像素值，若大于所述像素分割閾值，則保留；否則，將該像素點的像素值置為0。