[发明专利]一种用于病理切片检测的光子晶体

说明书

本发明提供了一种用于病理切片检测的光子晶体，属于光学技术领域。包括缺陷层和两个分别位于缺陷层两侧的周期性晶体，周期性晶体包括若干电介质层一和若干与电介质层一一一对应的电介质层二，电介质层一和电介质层二交替分布，周期性晶体远离缺陷层的一侧设置有一棱形耦合波导，棱形耦合波导的横截面呈等腰直角三角形；缺陷层为用于病理检测的组织切片。本发明具有能够提高缺陷层对于的组织切片的反射率等优点。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种用于病理切片检测的光子晶体。

背景技术

将不同折射率的材料在空间中交替排列，形成周期性分布，这就是光子晶体。在光子晶体中，存在类似于半导体电子能带的光子能带结构。位于带隙内波长的光波不能通过光子晶体，会被全反射回来。

如果在光子晶体中嵌入一异质层，便构成了带缺陷的光子晶体。在缺陷光子晶体的带隙中，存在缺陷模。当入射光波长恰好等于缺陷模时，便会形成共振输出，光波无反射地全部通过光子晶体。

研究表明，在具有弱损耗的光子晶体的带隙边缘和缺陷光子晶体的缺陷模附近，存在巨大的古斯-汉森位移。古斯-汉森位移最开始是由古斯和汉森两人在实验室测得，故因此而得名。当光照射到不同材料的分界面上时，相对于几何光学预测的路径，反射光线存在一个横向的位移，即古斯-汉森位移。当不同波长的光波，在介质分界面上被反射时，其反射系数相位不同，各成分的光波叠加后便形成了反射光束的古斯-汉森位移。古斯-汉森位移可以为正，也可以为负。一般地，古斯-汉森位移的量级也就几个到几十个波长，而光束又存在一定的线宽，因此，很难探测反射光束的这种横向位移。另外，要得到较大的古斯-汉森位移，通常反射光线又比较弱，因此，在实验上对古斯-汉森位移的探测难度进一步加大。目前对古斯-汉森位移的实验研究，都是基于弱光的观测。

可以这样理解，当光波入射到两种介质的分界面上时，会有部分光渗透到下层介质，然后迅速地衰减，这就是倏逝波。相当于在分界面的下侧，形成了一个虚反射面。反射光就会相对于几何光线预测的位置发生正的横向位移。如果虚反射面位于分界面的上侧，则横向位移为负。

材料的光学损耗越弱，光波在分界面的下层电介质中的穿透深度越大，则反射时所形成的位移也越大。在缺陷光子晶体中，缺陷模的反射率最小，且反射系数的相位在缺陷模处存在不确定性，即相位存在突变现象。因此，在光子晶体中嵌入带损耗的缺陷层，既可以增大缺陷模的反射率，又可以引起反射系数相位在缺陷模附近急剧地改变。古斯-汉森位移正比于反射系数相位的变化率，这样就可以在缺陷模附近得到反射率和古斯-汉森位移都较大的反射光束。

当人体的不同组织和器官发生病变时，比如炎症和癌变等，传统上对病变组织和器官切片的检测手段多采用显微镜观测、化验，以及X光照射等。这些检测方法存在检测周期长、误判率大和成本高昂等缺点。

由于不同的人体组织和器官切片对应着不同的折射率，且存在较大的光学损耗系数；另外，当组织和器官切片发生病变时，其折射率和损耗系数也会随之改变。因此，考虑将人体组织和器官切片作为缺陷层插入到光子晶体中，不仅可以提高缺陷模的反射率，还可以实现较大的古斯-汉森位移。重要的是，这些人体组织和器官切片发生病变，会引起反射光束不同大小的古斯-汉森位移，以此可以对人体组织和器官切片进行病理检测和分析。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种用于病理切片检测的光子晶体，本发明所要解决的技术问题是如何利用组织切片提高缺陷光子晶体中缺陷模的反射率和增大反射光束的横向位移，以提高病理检测精度。