[发明专利]一种受激辐射损耗方法、超分辨成像方法及显微成像装置

摘要

本发明公开了一种受激辐射损耗方法、超分辨成像方法及显微成像装置。所述受激辐射损耗方法利用近红外光在稀土掺杂上转换纳米材料的激活剂中引起受激辐射，使涉及上转换过程的一个或多个特定能级粒子受迫跃迁至低能级，从而实现对上转换纳米材料上转换发光的高效率光控损耗。基于该受激辐射损耗方法，提出将近红外损耗光利用空间相位调制板调制为空心光束，与激发光束进行准直共轭聚焦后实现对稀土掺杂上转换纳米材料及其标记样品的超分辨成像。基于该超分辨成像方法，搭建由激发光生成模块、损耗光生成模块、偏振分光棱镜、多光子显微扫描模块和光电探测模块组成的显微成像装置，获得低成本、低复杂度、高分辨率、简便、有效的实时动态三维图像。

主权项

1.一种受激辐射损耗方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用近红外激发光激发稀土掺杂上转换纳米材料产生上转换发光；所述稀土掺杂上转换纳米材料中的稀土离子按照功能不同分为敏化剂、激活剂；(2)增加一束近红外损耗激光激励样品材料，这束近红外损耗激光通过引起受激辐射过程，将激活剂中涉及上转换过程的特定能级的电子强迫跃迁至低能级，并辐射光子，近红外损耗激光的波长与受激辐射上下能级的能量间隙匹配；(3)上一步骤发生的受激辐射过程根据损耗路径的不同，会直接或间接地损耗发光能级粒子数，从而实现对发光能级发光的损耗；所述稀土掺杂上转换纳米材料采用上转换NaYF₄：18％Yb³⁺/8％Tm³⁺，Yb³⁺作为敏化剂，Tm³⁺充当激活剂；980nm连续光激发下所发455nm蓝光被810nm连续光所损耗；损耗光的加入使发光能级D₂粒子发生受激辐射，辐射光子的同时跃迁至低能级F₂；使能量传递上转换能级G₄粒子发生受激辐射，辐射光子的同时跃迁至低能级H₅；使能量传递上转换能级H₄粒子发生受激辐射，辐射光子的同时跃迁至低能级H₆；第一种情况直接损耗发光能级D₂粒子数，后两种情况间接损耗发光能级D₂粒子数，均使D₂能级粒子数急剧下降，从而达到损耗455nm蓝光的目的。