[发明专利]一种基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片及其成像方法

权利要求书

1.一种基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，包括基底材料和若干棱镜；所述基底材料具有两个平整且相互平行的功能面和成像面，成像面的中央用于放置样品并作为样品区域；功能面上以所述样品区域为中心，同轴设有若干圈不同角度的棱镜，以提高光源斜入射到样品区域的效率和照明的横向波矢量。

2.根据权利要求1所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述成像面上除样品区域外的其他区域均做遮光处理，功能面上除棱镜所在处的其他区域均做遮光处理。

3.根据权利要求2所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述遮光材料选用Cr、Au、Ag材料中的一种，遮光材料层的厚度在能保证遮光效果的前提下选择最薄的厚度。

4.根据权利要求1所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述棱镜材料为TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄、K9玻璃的一种。

5.根据权利要求1所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述棱镜与基底材料的结合采用透明紫外胶粘法。

6.根据权利要求1所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述棱镜上与基底材料的接触面及与光源的接触面均做抛光处理。

7.根据权利要求1所述的基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片，其特征在于，所述基底材料为块状或片状结构。

8.一种利用权利要求1～7任一所述基于棱镜的光源集成型超分辨显微芯片的成像方法，其特征在于，具体如下：

S1：将样品放置于样品区域，在每个棱镜远离样品区域的侧面分别固定LED作为光源，再将所有LED集成到控制电路中，随后将整体放置于普通光学显微镜的样品台上；其中，第m圈LED作为光源斜射入样品中心的入射角θ_m满足如下公式：

式中，基底材料的厚度为T，功能面上分布的棱镜总圈数为n，第m圈棱镜中心与样品中心的直线距离为L_m，n为整数且1≤m≤n；

S2：通过普通光学显微镜照明样品，用光学相机采集样品的低频空间信息；

S3：由内到外依次点亮每圈棱镜上的LED，使光源斜射入到样品区域以照明样品，用光学相机采集样品的来自不同圈且不同方向光源照明下的不同频率的高频光场信息；

S4：基于采集到的低频空间信息和高频光场信息，在频域空间进行迭代拼接得到扩大后的频谱，再进行逆傅里叶变换到空间域，即重构得到样品的超分辨图像。

9.根据权利要求8所述的成像方法，其特征在于，所述LED通过透明紫外胶粘贴固定于棱镜上。

10.根据权利要求8所述的成像方法，其特征在于，所述LED的正负极集成到PCB板上，通过单片机编程实现对各个LED光源的开关控制。