[发明专利]一种高数值孔径物镜下产生去偏振的最小临界入射角度的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米光学成像技术领域，涉及到高数值孔径物镜的去偏振问题，特别涉及到一种高数值孔径物镜下单纳米粒子的高灵敏度光学识别与成像系统中产生去偏振的最小临界入射角度确定的方法。

背景技术

高数值孔径物镜目前已经广泛应用于科学研究及工业应用，如医学，生物学及纳米光学等领域。用光学方法进行纳米粒子检测，根据瑞利散射理论，粒子散射强度与粒子直径成正比，当用光照射粒子时，只有极少部分的入射光可与纳米粒子相互作用，因此利用光学方法检测纳米粒子是一个很大的挑战。但在高数值孔径物镜条件下会聚光会产生去偏振效应，其产生的光场分量可使光高效会聚到纳米粒子并与之进行相互作用，因此确定去偏振效应的转换效率是高灵敏度光学识别单纳米粒子的重要实验条件。另外，当用高数值孔径物镜进行聚焦时，标量衍射理论已经无法精确描述聚焦光场，需要用到矢量衍射理论，其中比较常用的是德拜矢量积分。根据德拜矢量积分公式，去偏振效应的转换率与入射光的入射角度具有紧密联系，随着入射角度增加而增大，故确定入射光的最小临界入射角度对提高超灵敏度探测纳米粒子的成像效率具有重要意义。

发明内容

针对上述背景技术中提到的高数值孔径物镜下纳米成像问题，本发明利用高数值孔径物镜下的去偏振效应，提出了一种高数值孔径物镜下产生去偏振的最小临界入射角度的确定方法。

本发明利用高数值孔径物镜下的去偏振效应，根据德拜矢量积分公式获取 去偏振效应的转换率，采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1：根据数值孔径的定义公式：NA＝n sinα，获取孔径半角的值；

其中，α是孔径半角；NA是高数值孔径物镜数值孔径的值，NA>1；n是高数值孔径物镜工作介质的折射率；

步骤2：根据德拜矢量积分公式，计算在焦点区域任一点处P(x,y)的电场分布。x线偏振光入射时,电场分布公式为：

y线偏振光入射时,电场分布公式为：

其中θ是线偏振光入射角，是偏振光方位角，A为常数值，令θ_max等于步骤1中孔径半角α的值，然后获取光场各分量的峰值强度比率得到孔径半角范围内的去偏振转换率；

步骤3：将步骤2中线偏振光入射角的范围区间[0,θ_max]分成n等分区间，即