利用硅纳米粒子提高光学显微成像分辨率的方法
【专利摘要】本发明公开了利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨率的方法，包括以下步骤：待测样品预处理：在玻璃表面特定区域覆盖一层非荧光的Si纳米粒子；CCD图像采集：首先用泵浦光照射在待测样品表面，然后开启显微镜信号光，所述显微镜信号光照射在待测样品表面并发生散射，所得散射光在CCD上成像；高分辨重建：利用高斯差点扩散函数处理CCD图像得到高分辨率图像；本发明利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨率，有利于在图像采集过程中获得非荧光的Si纳米粒子的高分辨率图像信息；本发明重新设计了点扩散函数，可以有效对CCD图像进行高分辨重建。
【专利说明】利用硅纳米粒子提高光学显微成像分辨率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学显微【技术领域】，涉及提高光学显微镜分辨率的方法，特别涉及利 用硅纳米粒子提高光学显微成像分辨率的方法。
【背景技术】
[0002] 分辨率是指显微镜分辨两个物点的能力，目前普遍以瑞利判据作为分辨率的判断 标准，该判据的表达式如下：d = 0.618X//NA，其中d为分辨极限，A为照明光线波长，NA 为物镜的数值孔径；普通光学显微镜的分辨率一般不超过〇. 2微米，这远不能满足一些高 分辨率图像的处理要求。
[0003] 硅纳米粒子的等离子体色散效应（简称TOE)是指在光注入情况下，粒子内部会产 生载流子（电子和空穴），从而引起粒子的折射率减少和吸收系数增加的现象。研究表明， 粒子折射率减少和吸收系数的增加都会引起纳米粒子暗视场显微观测信号能量的衰减。因 此，对于一定波长、一定脉冲宽度和一定强度的激光的泵浦下，硅纳米粒子这个观察目标对 探测信号具有吸收作用。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高光学显微成像分辨率的方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨率的方法，包括以下 步骤：
[0007] a)待测样品预处理：利用非荧光的Si纳米粒子在玻璃上制作纳米标签；
[0008] b)CCD图像采集：首先用泵浦光照射在待测样品表面，然后开启显微镜信号光，所 述显微镜信号光照射在待测样品表面并发生散射，所得散射光在CCD上成像；
[0009] c)高分辨重建：利用高斯差点扩散函数处理步骤b)的CXD图像得到高分辨率图 像；所述高斯差点扩散函数如式I所示：
【权利要求】
1. 利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨率的方法，其特征在 于，包括以下步骤： a) 待测样品预处理：利用非荧光的Si纳米粒子在玻璃上制作纳米标签； b)CCD图像采集：首先用泵浦光照射在待测样品表面，然后开启显微镜信号光，所述显 微镜信号光照射在待测样品表面并发生散射，所得散射光在CCD上成像； c) 高分辨重建：利用高斯差点扩散函数处理步骤b)的C⑶图像得到高分辨率图像；所 述高斯差点扩散函数如式I所示：
其中：u是高斯函数的峰值位置，a是高斯函数的峰值，〇表示高斯函数的宽度；ai>a2，u10 = 0. 99-1. 01u20,〇 〇 2〇
2. 根据权利要求1所述利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨 率的方法，其特征在于叫=3a.u. ;a2 = 2. 8a.u. ; 〇1= 2nm; 〇2= 1. 9nm。
3. 根据权利要求1所述利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像 分辨率的方法，其特征在于：所述泵浦光波长为532nm，谱线宽为0. 5nm，脉冲宽度为 0. 5±0. 001ms。
4. 根据权利要求1所述利用硅纳米粒子的等离子体色散效应提高光学显微成像分辨 率的方法，其特征在于：所述泵浦光依次经过透镜放大、针孔滤波、物镜聚焦后到达待测样 品表面；所述散射光先后经过显微镜物镜和滤波器后成像在C⑶上。
【文档编号】G01N21/63GK104406944SQ201410793880
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】刘丹平, 许亮, 刘松, 叶俊, 曾孝平, 印勇, 谭晓衡, 张玲, 蒋阳 申请人:重庆大学