[发明专利]一种基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置

权利要求书

1.一种基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于包括：光源、依次远离所述光源并设置于所述光源的出射光路上的偏振器、滤波片、显微物镜、中继镜、微结构空间滤波器、成像透镜、交叉圆偏振器和图像获取装置；待测样品放置在滤波片和显微物镜之间，入射光通过偏振器和滤波片的组合转化为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光照射待测样品，通过样品的透射光经过显微物镜和中继镜后入射到微结构空间滤波器，微结构空间滤波器对于两种正交的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光施加两个不同的附加相位，并且反转其所具有的圆偏振态，经过微结构空间滤波器的透射光再通过成像透镜以及交叉圆偏振器后成像在图像获取装置上；

所述微结构空间滤波器包括透明基底和设置在基底表面的微结构柱阵列，所述微结构柱阵列的周期和高度接近波长尺寸，并满足以下条件：

其中：为微结构长轴和短轴的附加相位，θ为微结构的转角。

2.根据权利要求1所述的基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于：所述微结构采用氧化钛、氧化铪、氧化硅、硅、氮化硅、铝、银或金材料。

3.根据权利要求1所述的基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于：所述透明基底为透明石英。

4.根据权利要求1所述的基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于：所述微结构空间滤波器采用以下方法制备而成：

(1)在透明基底表面旋涂一层PMMA，并通过热蒸发在PMMA层上涂10nm的铝；

(2)在125千伏的加速电压下完成电子束光刻操作，并使用醋酸乙酯显影120秒，然后使用原子层沉积技术或真空镀膜技术在透明基底表面生长一层百纳米量级厚度的微结构，生长温度为90℃；

(3)使用Cl₂和BCl₃的混合气体，对微结构进行电感耦合等离子体反应离子刻蚀，直至到达PMMA层；

(4)将透明基底置于紫外线照射下，然后用n-甲基-2-吡咯烷酮浸泡，除去了余下的PMMA，得到了透明基底表面的微结构柱阵列即微结构空间滤波器。

5.根据权利要求1所述的基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于：所述中继镜的数量为1～2个。

6.根据权利要求1所述的基于入射光偏振控制的双模式光学显微成像装置，其特征在于：所述图像获取装置为成像CCD。