竹子和牙齿的各向异性分析：基于4角偏振微分光谱

为探讨生物材料的各向异性特性，本文考虑两种不同的类：聚合物基 (例如植物中的纤维素) 和晶体基 (例如牙釉质)，各自具有不同的结构和功能特性。对小于 1 微米的竹子薄片进行 4 角偏振 (4-pol.) 谱图测量，波段覆盖红外中红外范围 (2.5-20 微米)，以揭示纤维素中化学键的三维组织结构，关键特征吸收带与 C-O-C 和 C-N 振动模式相关。纵向和横向微切薄片显示出 parenchyma 细胞壁和血管束中二色性存在与否的切换。细胞壁显示 C-O-C 伸缩振动模式 (8.6 微米/1163 cm-1) 在像素分辨率约 4 微米 (成像步长) 以下持续对齐；细胞壁厚度约为 1 微米。牙齿薄片经微切后测量于透射和反射模式。单点反射测量使用两个垂直方向，揭示牙釉质的取向各向异性，而牙髓质中则无此特征。通过简化的高斯光束模型对材料像素进行数值验证，以定义其吸收取向。结果表明，尺寸约为 $\lambda/10 \sim 1$ 微米 的小对象，可利用焦点约为 $\lambda/NA \sim 20$ 微米 的光束读取其取向，从而定义数值孔径 NA ~ 0.5 时的目标镜头的衍射极限。