各向异性衬度光学显微镜

本文描述了一种光学显微镜，它能够揭示位于各向异性物平面（各向异性滤光片）内的薄层、透明或半透明样品的 Mueller 矩阵图像中的衬度。样品改变了滤光片的各向异性，从而在 Mueller 矩阵图像中产生衬度。此处我们使用的各向异性滤光片由置于物平面内的具有亚波长厚度的半透明纳米结构薄膜组成。样品照明方式与普通光学显微镜相同，但利用线偏振片和相位板（补偿器）的组合对光的偏振进行调制，以控制和分析偏振态。直接广义椭偏数据分析方法允许提取基本的 Mueller 矩阵物平面图像，无需傅里叶展开方法。广义椭偏模型方法用于定量图像分析。我们通过测量光刻定义的微图案化各向异性滤光片展示了各向异性衬度光学显微镜，并量化了有机自组装单分子膜在各向异性滤光片上的吸附。在我们目前的仪器中，我们估计物平面内有机体积质量的检测限约为 49 fg，对应物表面积约为 7$\times$7~$\mu$m$^2$。与耗散型石英晶体微天平相比，后者当代的检测限需要约 500~pg 的总负载，此处展示的仪器将检测所需的总质量灵敏度提高了 4 个数量级。我们进一步介绍了其在纳米颗粒检测、色谱成像新方法以及活细胞观测新衬度模式中的应用。