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题名介质微球超分辨光学成像:原理、技术与应用
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作者
李红梅
闫胤洲
蒋毅坚
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机构
北京工业大学机械与能源工程学院
北京工业大学物理与光电工程学院
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出处
《北京工业大学学报》
CAS
北大核心
2025年第1期100-120,共21页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12374339)
北京市教育委员会科技计划资助项目(KZ202110005002)
北京市科技新星计划资助项目(20230484468)。
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文摘
光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场,能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流,打破了阿贝(Abbe)衍射极限,使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比,微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势,为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理;随后,详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素,包括微球光学性质、适用环境以及可控性等;最后,探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外,还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。
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关键词
介质微球透镜
超分辨成像
光学纳米成像
远场纳米显微镜
光子纳米射流
非荧光纳米显微镜
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Keywords
dielectric microsphere lens
super-resolution imaging
optical nanoimaging
far-field nanoscopy
photonic nanojet
non-fluorescence nanoscopy
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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