[发明专利]基于柱矢量光束的受激发射损耗显微成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于柱矢量光束的超分辨受激发射损耗显微成像方法，包括 如下步骤：

对发出激发光束的第一激光器发出的激光束进行准直，获得第一平 行光束；

通过第一偏振转换器和偏振转换装置将所述第一平行光束转换为径 向偏振光；

通过第一光瞳滤波器调制所述径向偏振光，并通过透镜将调制后的 径向偏振光聚焦在焦平面的样品上，得到聚焦实心光斑；

对发出抑制光束的第二激光器发出的激光束进行准直，获得第二平 行光束；

通过第二偏振转换器和偏振转换装置将所述第二平行光束转换为切 向偏振光；

通过第二光瞳滤波器调制所述切向偏振光束，并通过所述透镜将调 制后的切向偏振光束聚焦在所述焦平面的样品上，得到聚焦中空光斑， 该聚焦中空光斑与上述聚焦实心光斑中心重叠，使得只有中间位置处、 尺寸小于衍射极限的中间点发出荧光；

通过探测器探测上述中间点所发出的荧光；

所述偏振转换装置使用两个级联的1/2波片实现，两波片的快轴夹 角为系统的Jones矩阵为：

通过调整快轴夹角大小实现任意角度的偏振旋转，从而实现径 向偏振光和切向偏振光之间来回转换，且该偏振转换装置产生的偏振旋 转与入射光的偏振态分布无关；

所述光瞳滤波器是可对入射光束的振幅和相位进行调制的衍射光学 元件，采用圆环形结构，对应透镜为抛物面透镜或菲涅尔透镜，且所述 光瞳滤波器的滤波函数为，

其中，a_j和分别对应第j个环带振幅透过率的振幅及相位值；

在此基础上，设计出光瞳滤波器的结构，其滤波函数为，

T(θ)=00≤θ≤α01α0≤θ≤α]]>

其中，α₀＝0.95α。

2.一种基于径向偏振光束的超分辨受激发射损耗显微成像装置，包 括：

对发出激发光束的第一激光器发出的激光束进行准直并获得第一平 行光束的第一准直装置；

将激发用第一平行光束转换为激发用径向偏振光的第一偏振转换器 和偏振转换装置；

调制所述激发用径向偏振光的第一光瞳滤波器；

对发出抑制光束的第二激光器发出的激光束进行准直并获得第二平 行光束的第二准直装置；

将所述第二平行光束转换为切向偏振光的第二偏振转换器和偏振转 换装置；

调制所述切向偏振光束的第二光瞳滤波器；

透镜，将调制后的径向偏振光聚焦在焦平面的样品上并得到聚焦实 心光斑，以及将调制后的切向偏振光束聚焦在焦平面的样品上并得到聚 焦中空光斑，该聚焦中空光斑与上述聚焦实心光斑中心重叠，使得只有 中间位置处、尺寸小于衍射极限的中间点发出荧光；

探测上述中间点所激发的荧光的探测器；

所述偏振转换装置使用两个级联的1/2波片实现，两波片的快轴夹 角为系统的Jones矩阵为：

通过调整快轴夹角大小实现任意角度的偏振旋转，从而实现径 向偏振光和切向偏振光之间来回转换，且该偏振转换装置产生的偏振旋 转与入射光的偏振态分布无关；所述第一和第二光瞳滤波器是可对入射 光束的振幅和相位进行调制的衍射光学元件，采用圆环形结构，对应透 镜为抛物面透镜或菲涅尔透镜，且所述光瞳滤波器的滤波函数为，

其中，a_j和分别对应第j个环带振幅透过率的振幅及相位值；

在此基础上，设计出光瞳滤波器的结构，其滤波函数为，

T(θ)=00≤θ≤α01α0≤θ≤α]]>

其中，α₀＝0.95α。