[发明专利]紧凑型相衬显微镜中相位板设计方法

权利要求书

1.一种紧凑型相衬显微镜中相位板设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)根据相衬显微镜中焦平面上光斑的大小，即相位板位置上的光斑的大小，来确定相位板的总体圆面积大小；

2)确定相位板滤波范围：最佳的滤波范围如下：

其中，H(f_x,f_y)为空间频谱分布；f_x、f_y为空间频谱分布坐标，即相位板上的单个结构的中心坐标；j为相对透过的相位进行增加或减少π/2的相位，在3μm以内的透过光相对3μm之外的透过光有一个附加的相位，即相位调制，对零频处进行滤波；R是相位板半径；

3)偏振敏感型相位板加工参数的确定：整个超表面相位板上阵列排列相同的金属纳米棒结构，每个金属纳米棒结构包括SiO2衬底和金属纳米棒上下两部分，衬底部分为底面是正方形的长方体，金属纳米棒为长方体，金属纳米棒部分根据滤波范围进行设计；

在时域有限差分法软件中，对3μm以内的滤波范围内的单个金属纳米棒结构进行仿真，寻找在相衬显微镜激光光源波长处满足的设计参数，θ是金属纳米棒结构逆时针旋转角度，是指此单个金属纳米棒结构对透过光的相位调制大小，以此来确定金属纳米棒的长、宽、厚度以及衬底的边长和厚度；

设计相位满足以下规律的相位板结构：

由上可得到旋转角度变化如下的分布：

其中，R是相位板半径，旋转角度逆时针方向为正，顺时针方向为负；

4)偏振不敏感型相位板加工参数的确定：偏振不敏感型相位板为不受光偏振方向影响的相位板，整个超表面相位板上阵列排列相同的金属纳米棒结构，每个金属纳米棒结构包括SiO2衬底和金属纳米棒上下两部分，衬底部分为底面是正方形的长方体，金属纳米棒为圆柱体，金属纳米棒部分根据滤波范围进行设计；使设计相位满足以下规律的超表面相位板结构：

3μm以内的金属纳米棒全部为相同半径的圆柱体，3μm以外的金属纳米棒的圆柱体为另一相同半径的圆柱体，两种的圆柱体结构对光的相位调制相差即可。