介质微球纳米显微特性的优化理论与应用
光学
2019-09-23 v1
摘要
介质微球可直接嵌入传统显微镜，能显著提高显微镜的分辨率，为突破光学成像系统的衍射极限提供了一种简单可行的途径。然而，由于缺乏有效的理论和公式体系，微球微系统的分辨率极限、放大倍率和最佳成像位置无法确定，阻碍了其应用。本文系统研究了介质微球的显微理论，将光线光学拓展至介质微球成像，从而建立了包含分辨率、放大倍率和成像位置等重要光学参数的公式体系，为进一步优化介质微球的纳米显微特性提供了坚实的理论基础。通过与仿真和实验对比，确保了公式体系的正确性。公式表明，折射率与环境折射率的不匹配限制了微球的分辨率，寻找最佳折射率比是进一步提高分辨率的有效方法。此外，较大的介质微球折射率和环境折射率有利于成像放大倍率的增强，但在实验中必须考虑显微镜物镜的工作距离以获得理想的成像位置。本文提出的理论体系有效解释了介质微球成像的光学原理，给出了优化的光学参数，并已在实验中应用，对介质微球纳米显微术的实际应用具有重要价值。
引用
@article{arxiv.1909.09413,
title = {Optimization theory and application of nano-microscopic properties of dielectric microspheres},
author = {Guorong Sui and Fan Liu and Yuehua Zhang and Xiliang Yang and Xiangmei Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09413},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 5 figures 2 tables