[发明专利]一种免光瞳调制的共轴干涉表面等离子体显微方法及系统

摘要

本发明公开了一种免光瞳调制的共轴干涉表面等离子体显微方法及系统，包括沿光路依次布置的：相干照明光源、偏振调制装置、扩束装置、样品夹持装置、微纳移动扫描装置、共聚焦光阑、成像透镜组与图像传感器。在样品离焦过程中，与显微物镜的焦面共轭的图像传感器上检测到干涉信号即V(z)曲线。由于系统的通光孔径有限造成的边缘干扰效应对V(z)曲线的周期存在影响，本发明采用陷波滤波的方式消除其影响，其中陷波滤波器的带宽和中心频率与系统的数值孔径线性相关。本系统能够实现横向和轴向分辨率分别在半波长和亚纳米量级的超显微检测，具有免光瞳调制、系统简单、成本低，能够快速实现高分辨率成像等优点。

主权项

1.一种免光瞳调制的共轴干涉表面等离子体显微方法，其特征在于，包括沿光路依次布置的：照明光路，用于对样品进行照明，包括相干照明光源、偏振调制装置、扩束装置、分光棱镜；样品夹持与微纳移动平台，包括样品夹持装置、样片和微纳移动扫描装置；成像光路，用于采集显微物镜焦面附近的信号，包括显微物镜、成像透镜组、共聚焦光阑和图像传感器；所述相干照明光源、偏振调制装置、扩束装置和分光棱镜的中心位于同一光轴上；所述显微物镜、样片、成像透镜组、共聚焦光阑和图像传感器位于同一光轴上；图像传感器感光面、共聚焦光阑分别和显微物镜的焦面共轭，图像传感器可对样片在焦点附近移动时参考臂和信号臂的干涉信号进行探测，在样片离焦的过程中，在共聚焦光阑的作用下仅系统的参考臂与所述样片对应的表面等离子体波在显微物镜的焦面及其共轭面上发生干涉，图像传感器在其共轭面上记录该干涉效应，即V(z)信号；所述的免光瞳调制的共轴干涉表面等离子体显微方法，其特征还在于，采用陷波滤波的方式消除图像传感器探测的V(z)信号中由系统的通光孔径有限造成的边缘干扰噪音，所述陷波滤波器的表达式为：其中：其中，N(s)是一个严格正则且稳定的传递函数，s表示拉普拉斯算子，ω₀是误差信号的中心频率，是最佳相位角与误差相关，阻尼比ζ∈(0,1)，K(K>0)为最优相角滤波器正增益即陷波滤波器的带宽，陷波滤波器的带宽K与显微物镜数值孔径线性相关，陷波滤波器的中心频率ω与显微物镜数值孔径线性相关。