共聚焦显微镜中极端交叉偏振消光的物理起源
光学
2021-04-14 v2
摘要
共聚焦显微镜是生物系统、固态物理与纳米光子学中必不可少的成像工具。使用共聚焦显微镜可进行共振荧光实验，其中发射光与激发激光波长相同。这些具有挑战性的实验在线性交叉偏振条件下进行，以将激光光从探测器中拒除。本工作中，我们揭示了导致迄今未获解释的高偏振抑制比（其使这些测量成为可能）的物理机制。我们在实验与理论中均表明，在偏振器与分析器之间放置反射面（即分束器与反射镜）并结合共聚焦布置，解释了高达 10^8 及以上的巨大交叉偏振消光比。我们映射了偏振光学高斯光束的模变换。我们发现交叉偏振条件下反射光束中存在强度“空穴”。我们将其解释为 Imbert-Fedorov 效应的体现，该效应根据其偏振螺旋性使光束偏折。这意味着，由于我们的交叉偏振暗场方法，这一拓扑效应在此从通常观测到的纳米尺度被放大至微米尺度。我们针对多种市售反射镜与偏振元件确认了这些实验发现，使其可在众多实验中实际实施。
引用
@article{arxiv.2004.13564,
title = {The physical origins of extreme cross-polarization extinction in confocal microscopy},
author = {Meryem Benelajla and Elena Kammann and Bernhard Urbaszek and Khaled Karrai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.13564},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 5 figures, improved version