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[发明专利]一种基于平面芯片的暗场显微镜检测单个气溶胶纳米颗粒吸湿增长装置-CN202310167987.5在审
发明人：范泽滔;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01N21/84 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于平面芯片的暗场显微镜检测单个气溶胶纳米颗粒吸湿增长装置，包括：像面探测器(1)、成像管镜(2)、空气物镜(3)、控制腔(4)，平面芯片(5)、750nm滤波片(6)、750nmLED光源(7)。其中平面芯片(5)盖玻片(8)、顶层多层介质薄膜(9)、散射层(10)以及底层多层介质薄膜(11)组成。由LED光源发出的准直光束入射到平面芯片后，光束以空心的锥形光出射，照射沉积在平面芯片上的气溶胶颗粒。气溶胶颗粒的散射光被成像系统接收，形成暗场成像。当纳米气溶胶因为周围环境湿度增加而发生吸湿增长时，纳米气溶胶的散射信号会发生明显的改变，通过检测探测器上纳米气溶胶的散射强度，对颗粒的吸湿进行实时的测量。
一种基于平面芯片暗场显微镜检测单个气溶胶纳米颗粒吸湿增长装置

[发明专利]一种具有高分辨率的光谱测量元器件及远场光谱测量方法-CN202310055697.1在审
发明人：陈漪恺;张斗国 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-01-19 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有高分辨率的光谱测量元器件及远场光谱测量方法，测量元器件包括二氧化硅基底层、高低折射率交替光子晶体层、高折射率调制层、低折射率缺陷层。远场待测光源激发元器件表面的布洛赫表面波后，用CCD成像器件记录反射光信号；然后改变元器件表面的环境，再次记录反射光信号。依据上述两次信号差分结果得到空间上不同位置的相对强度分布。再依据CCD成像器件和元器件之间所处的具体几何位置关系以及元器件自身结构的色散关系，将空间上不同位置的相对强度分布换算成波长间的相对强度关系，即远场待测光源的光谱。本发明所述元器件结构小巧易于扩展，所述方法光源信号利用率高、抗噪效果好。
一种具有高分辨率光谱测量元器件测量方法

[发明专利]一种基于多层介质膜的细胞操控装置-CN202110716592.7有效
发明人：陆凤雅;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： C12M1/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多层介质膜的细胞操控装置，包括玻璃基底、多层介质膜、酵母细胞、去离子水和环形角向偏振聚焦光，所述的多层介质膜沉积在玻璃基底上；酵母细胞用去离子水稀释后，滴在多层介质膜上；多层介质膜是周期性结构，存在一种表面布洛赫波模式，能够将光场局域在多层膜表面，利用环形角向偏振聚焦光激发多层介质膜的布洛赫表面波，表面波在多层膜上表面干涉形成局域增强的电场分布，从而可以捕获单个酵母细胞。由于多层介质膜的固有损耗，光能转换成热能会形成局部热点，细胞受到热对流力和热泳力，从而实现多个酵母细胞的密排。该装置首次利用介质多层膜同时实现单个酵母细胞的捕获和大量酵母细胞的密排，实用性强、操作简单。
一种基于多层介质细胞操控装置

[发明专利]一种基于光栅对耦合激发BSW实现无衍射光束的光学芯片-CN201710178129.5有效
发明人：王茹雪;张斗国;朱良富;邱冬;向益峰;王沛;明海 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2017-03-23 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： G02B27/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光栅对耦合激发BSW实现无衍射光束的光学芯片，包括玻璃基底层，由高低折射率介质交替组成的布拉格反射单元，以及布拉格反射单元表面刻蚀的光栅对；置于布拉格反射单元表面的光栅对，激发后两束表面波发生干涉，从而实现无衍射布洛赫表面波(BSW)光束的生成。该光学芯片具有结构紧凑，高集成度，微型化的特点，在光束整形，纳米光学操作方面有着重要的应用。
一种基于光栅耦合激发 bsw 实现衍射光束光学芯片

[发明专利]实现多阶微分运算的光学芯片、参数确定方法及运算设备-CN202211444220.4有效
发明人：刘洋;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-11-18 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G06E3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种实现多阶微分运算的光学芯片、参数确定方法及运算设备。该实现多阶微分运算的光学芯片包括：玻璃基底；设置于玻璃基底上的光子晶体膜结构，光子晶体膜结构包括：预设层数的透射率调制膜，其中，透射率调制膜包括第一透射率膜和第二透射率膜。通过改变光学芯片的厚度和折射率，进而改变从不同角度入射光学芯片的入射光的透射率，以便对该入射光进行透射调制，实现该入射光包括的光场信息的一阶微分运算、二阶微分运算、三阶微分运算和四阶微分运算。本发明应用于光学模拟计算领域。
实现微分运算光学芯片参数确定方法设备

[发明专利]一种基于平面芯片的全内反射荧光显微镜系统-CN202210828859.6有效
发明人：范泽滔;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： G02B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于平面芯片的全内反射荧光显微镜系统，包括：像面探测器、成像管镜、550nm长通滤波片、空气物镜、平面芯片、532nm激发光光源。其中平面芯片由承载样品的盖玻片、控制光流的多层介质薄膜及提供大入射波矢的散射层组成。将未准直的激光光束入射到二氧化钛散射层上，散射光入射到平面芯片中的光子晶体，由光子晶体对入射的散射光的角度进行筛选，使大角度的光入射到盖玻片，激发其表面附近的荧光分子。被激发的荧光由空气物镜收集，经过550nm长通滤波片有效滤去激发光束，从而显微镜系统只收集荧光信号。本发明首次利用多层介质薄膜的带隙结构来实现全内反射荧光的激发，提高了荧光成像质量。
一种基于平面芯片反射荧光显微镜系统

[发明专利]基于表面波定向性检测亚波长介质纳米线形貌的检测装置-CN202210495830.0有效
发明人：唐西;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G01B11/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于表面波定向性检测亚波长介质纳米线形貌的检测装置，包括：光源、偏振调制器件、亚波长介质纳米线、介质基底、油镜物镜、偏振分离器件以及后焦面探测器；经过偏振调制器件调制的入射光与亚波长介质纳米线相互作用后能在介质基底激发定向传输的表面波，如玻璃表面的衰逝场和多层介质膜基底表面的布洛赫表面波。表面波具有以横向波矢大于k0在表面传播的同时向基底泄露的特点，在基片下用高数值孔径油镜物镜能收集到信号并在后焦面成像。偏振分离器件能更有效地将需要的偏振信号分离出来，减小背景噪声的同时提取散射信号。本发明具有与光源功率稳定性无关、分辨率高、能够多维信息提取和无损测量的优点。
基于表面波向性检测波长介质纳米线形装置

[发明专利]一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片-CN202110716688.3有效
发明人：蒯雁;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G02B21/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，包括：光子晶体入射层、散射薄膜层、光子晶体功能层、样品层；本发明各层可以利用膜层加工的方式逐层制备，也可以分别制备后利用折射率匹配油组合起来。该成像载片第一次利用特殊设计制备的多种一维光子晶体复合结构，将垂直入射光转化为大数值孔径出射光、全内反射光和表面等离激元，成功在传统显微镜上实现了高对比度的暗场和表面等离激元成像。
一种基于光学薄膜多功能显微成像

[发明专利]一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置-CN202010316229.1在审
发明人： 张斗国;蒯雁 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-04-21 - 公布日： 2021-10-22 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，包括：测量腔设置在表面波成像基底上；表面波成像基底的下方依次设置油浸显微物镜、显微成像组件、偏振滤波器件和成像探测器；油浸显微物镜设置在显微成像组件的前端；表面波激发组件设置在显微成像组件的侧面，该表面波激发组件的出射光依次经显微成像组件、油浸显微物镜、表面波成像基底至测量腔，再由测量腔依次至表面波成像基底、油浸显微物镜、显微成像组件和偏振滤波器件到达成像探测器形成检测光路。该装置成像灵敏度高，可以针对单个超细大气颗粒物实现实时动态监测，且可以工作在真实的大气环境中，配合的表面波成像基底可以重复使用、可靠性高。
一种基于表面波成像大气颗粒吸湿增长检测装置

[发明专利]一种基于差分去噪的表面等离激元成像系统-CN202110719599.4在审
发明人：刘洋;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于差分去噪的表面等离激元成像系统，包括：旋转照明系统、管镜、分束镜、油浸显微物镜、金膜基底、高精度位移平台、成像光路；表面等离激元具有局域场增强以及对环境折射率变化敏感的特性，可以用于对微小颗粒进行成像。首先，利用旋转照明系统实现入射光对物体进行旋转照明，消除入射光与散射光产生的干涉条纹，获得没有干涉条纹的以及尺寸较小的像。在此基础上利用差分去噪方法，快速移动高精度位移平台，实现对图像背景噪声的去除，提高成像的信噪比。该成像系统利用差分去噪的方法极大的提高了表面等离激元显微成像的信噪比，可以对直径低至22nm的纳米颗粒进行高对比度成像，并具有10nm的粒径分辨率。
一种基于差分去噪表面离激元成像系统

[实用新型]一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置-CN202020600980.X有效
发明人： 张斗国;蒯雁 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2020-04-21 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于表面波成像的大气超细颗粒物吸湿增长检测装置，包括：测量腔设置在表面波成像基底上；表面波成像基底的下方依次设置油浸显微物镜、显微成像组件、偏振滤波器件和成像探测器；油浸显微物镜设置在显微成像组件的前端；表面波激发组件设置在显微成像组件的侧面，该表面波激发组件的出射光依次经显微成像组件、油浸显微物镜、表面波成像基底至测量腔，再由测量腔依次经表面波成像基底、油浸显微物镜、显微成像组件和偏振滤波器件到达成像探测器形成检测光路。该装置成像灵敏度高，可以针对单个超细大气颗粒物实现实时动态监测，且可以工作在真实的大气环境中，配合的表面波成像基底可以重复使用、可靠性高。
一种基于表面波成像大气颗粒吸湿增长检测装置

[发明专利]基于表面等离激元共振成像的纳米单颗粒物含水量测量装置及方法-CN202010863880.0在审
发明人：刘建国;解智博;桂华侨;张礁石;戴皓升;魏秀丽;张斗国;刘文清 -专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院
申请日： 2020-08-25 - 公布日： 2020-12-04 - 主分类号： G01N21/25 文献下载
摘要：本发明涉及基于表面等离激元共振成像的纳米单颗粒物含水量测量装置及方法。该测量装置包括稳定湿气发生模块、纳米颗粒物发生模块和纳米气溶胶成像模块。稳定湿气发生模块包括气流加湿通道、气流干燥通道、三通电磁阀和混匀室。纳米颗粒物发生模块包括雾化器、扩散干燥管和电迁移率分析仪。纳米气溶胶成像模块包括样品池、可拆卸安装在样品池下方的金膜基底和设置在金膜基底下方的成像系统。成像系统包括激光光源、滤波片、半波片、扫描电流计、透镜、分束器、长焦物镜、管式透镜、滤波器和CCD相机。本发明能够解决现有技术中存在的不足，在标准大气压条件下对纳米气溶胶颗粒物进行精准含水量测试。
基于表面离激元共振成像纳米颗粒含水量测量装置方法

[实用新型]一种基于多层介质膜的微粒操控装置-CN201921460105.X有效
发明人：陆凤雅;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2019-09-04 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G21K1/087 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于多层介质膜的微粒操控装置，包括玻璃基底层(1)、多层介质膜(2)、聚苯乙烯微球(3)、去离子水(4)和油浸显微物镜(10)，所述的多层介质膜(2)沉积在玻璃基底层(1)上；聚苯乙烯微球(3)用去离子水(4)稀释后，滴在多层介质膜(2)上；TE偏振或者TM偏振的线偏振光聚焦在油浸显微物镜(10)的后焦面上任意一点，经过油浸显微物镜(10)，形成一束特定角度的平行光以激发多层介质膜(2)内的模式，对于TE、TM偏振，多层介质膜内电场强度分布不同，从而达到聚集和传输聚苯乙烯微球(3)的目的。该装置首次利用介质多层膜实现了微粒的捕获，同时可以转换偏振实现微粒移动，结构简单、实用性强。
一种基于多层介质微粒操控装置

[实用新型]一种基于介质多层膜捕获和操控金属微米颗粒的装置-CN201920820060.6有效
发明人：向益峰;张斗国;唐西;王沛;明海 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2019-06-03 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： G21K1/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于介质多层膜捕获和操控金属微米颗粒的装置，包括物镜(1)、介质多层膜基底(2)、金属微米颗粒(3)、白光光源(8)、671nm激光光源(9)、第一透镜(10)、第二透镜(11)、第一锥形镜(12)、第二锥形镜(13)、偏振片(14)、涡旋半波片(15)、分束镜(16)、短通滤波片(17)、第三透镜(18)、探测器(19)，介质多层膜基底(2)包括载波片(4)、Si3N4层(5)、中间SiO2层(6)和顶层SiO2层(7)。本实用新型捕获区域大：在离焦形成的整个光圈内，金属颗粒都可以被捕获到聚焦中心；捕获区域可控制：通过改变离焦的大小，可以调节聚焦光圈的大小，从而控制聚焦区域的大小。
一种基于介质多层捕获操控金属微米颗粒装置

[发明专利]一种基于多层介质膜的微粒操控装置-CN201910831493.6在审
发明人：陆凤雅;张斗国 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2019-09-04 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： G21K1/087 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多层介质膜的微粒操控装置，包括玻璃基底层(1)、多层介质膜(2)、聚苯乙烯微球(3)、去离子水(4)和油浸显微物镜(10)，所述的多层介质膜(2)沉积在玻璃基底层(1)上；聚苯乙烯微球(3)用去离子水(4)稀释后，滴在多层介质膜(2)上；TE偏振或者TM偏振的线偏振光聚焦在油浸显微物镜(10)的后焦面上任意一点，经过油浸显微物镜(10)，形成一束特定角度的平行光以激发多层介质膜(2)内的模式，对于TE、TM偏振，多层介质膜内电场强度分布不同，从而达到聚集和传输聚苯乙烯微球(3)的目的。该装置首次利用介质多层膜实现了微粒的捕获，同时可以转换偏振实现微粒移动，结构简单、实用性强。
多层介质膜聚苯乙烯微球显微物镜油浸去离子水微粒操控玻璃基电场强度分布微粒移动线偏振光多层膜平行光后焦偏振稀释捕获沉积聚焦传输激发转换

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