[发明专利]一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片

权利要求书

1.一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于：所述载片包括：光子晶体入射层(1)、散射薄膜层(2)、光子晶体功能层(3)和样品层(4)；

所述光子晶体功能层(3)通过禁带设计，对于所设计的多个入射工作波长的入射角度和偏振进行调制，针对全内反射所设计的光子晶体功能层(3)的要求透射数值孔径大于1，对于透射式暗场则要求光子晶体功能层(3)的透射数值孔径大于收集系统数值孔径，则光束透过光子晶体功能层(3)后在样品层(4)的表面发生全内反射和暗场透射，实现针对液体环境中直径100纳米以下的有机纳米球和纳米线实现对比度高于0.1的高对比度无标记显微图像；

光子晶体入射层(1)通过设计禁带使得一个或多个的目标波长，能够在接近零度的垂直入射情况下通过，从而照射至散射薄膜层(2)发生散射，同时限制散射薄膜层(2)散射和光子晶体功能层(3)反射的非垂直出射光束，提高成像载片的利用效率；

散射薄膜层(2)处于光子晶体功能层(3)和光子晶体入射层(1)之间，为透过入射层的光束提供散射波矢来源，同时散射被光子晶体功能层(3)和光子晶体入射层(1)所反射回的光束；

样品层(4)用来承载样品，通过折射率匹配油与其它各层结合。

2.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述样品层(4)，对于透射或全内反射系统要求，采用玻璃基底，对于表面等离激元体系，只需要将其更换为金属纳米薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述光子晶体功能层(3)通过调整禁带位置能够调整其功能的性质，满足多个工作波长同时对应多种不同功能。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述光子晶体功能层(3)由一维光子晶体氮化硅氧化硅层叠构成，通过化学和物理气相沉积方式实现精确加工。

5.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述散射薄膜层(2)由掺杂于旋涂玻璃材料中的纳米颗粒通过旋涂成膜工艺制备成，由相对于介质材料的折射率差提供散射效率，同时增加荧光或量子点类的有源材料时，能够很容易地获得相对于入射光不同的工作波长。

6.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述光子晶体入射层(1)由多层介质薄膜构成，光子禁带将接近垂直入射的小角度即正负10度条件之外的光束反射，从而被散射薄膜层(2)散射和光子晶体功能层(3)反射的光束绝大部分都能够被约束在成像载片中，从而增加成像载片的能量利用效率。

7.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述针对有多个入射波长的需求的入射层，需要在已加工的光子晶体的基础上重复加工所需波长的光子晶体即可实现其透射入射光束的功能。

8.根据权利要求1所述的一种基于光学薄膜的多功能显微成像载片，其特征在于，所述光子晶体入射层(1)、散射薄膜层(2)和光子晶体功能层(3)通过物理和化学的成膜工艺连续加工。