[发明专利]基于表面波照明的傅里叶域迭代拼接超分辨显微方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于表面波照明的傅里叶域迭代拼接超分辨显微方法，包括：1)通过改变入射照明光的照明角度，激发样品与空气界面处沿不同方向传播的表面波；2)表面波照明样品产生沿与之对应横向波矢的频谱搬移，将物体高频分量搬移到物镜低通带范围内；3)CCD拍摄各照明角度下对应的图像，然后代入到傅里叶域迭代拼接(FP)算法中，最终重构出复杂样品的强度与相位分布。本发明还公开了一种基于表面波照明的傅里叶域迭代拼接超分辨显微装置。本发明所恢复的定量相位无需采用干涉获取，其计算所恢复的刻蚀光栅样品的刻蚀深度，通过AFM检测验证了其正确性，在材料和生命科学中具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于表面波照明的傅里叶域迭代拼接超分辨显微方法，其特征在于，包括：/n(1)控制入射光垂直照明样品，样品被照明后产生散射光，得到一张分辨率很低的样品图像重构的初始化图像，并作傅里叶变换得到相应的频谱；/n(2)利用入射光在物镜的后焦面进行圆环扫描，其扫描半径的大小对应于从物镜出射后的平行光照明样品的入射角，该入射角大于激发倏逝波的临界角，入射光会聚在物镜后焦面扫描圆环各位置时，激发的具有横向波矢(k_xⁱ,k_yⁱ)的倏逝波照明样品，选取其中不同方位的若干处位置作为扫描点，并获取各扫描点的图像I_mi；/n(3)对所述得到的频谱截取一圆形区域，其半径为物镜的截止频率k_c，圆心对应于横向波矢(k_xⁱ,k_yⁱ)，i＝1,2,3...6；/n(4)对截取的圆形频谱作傅里叶反变换得到一幅具有强度与相位信息的低分辨图像将计算得到强度I_i用拍摄所得的第i张图像I_mi替换，得到新的图像对所述新图像作傅里叶变换，并截取其大小对应于物镜的截止频率k_c,中心对应于横向波矢(k_xⁱ,k_yⁱ)的一个圆形区域，将所得频谱替换步骤(3)中对应的圆形区域，从而得到一张新的频谱；/n(5)重复步骤(3)和(4)，直至i＝1,2,3...6张图片均完成迭代过程；/n(6)重复步骤(3)到步骤(5)，完成数次迭代，直到得到一收敛解，即迭代得到的图像趋于稳定，最终重构出样品高分辨的强度图像和相位图像。/n