《可見光波段遠場納米光成像學器件：原理與驗證》是依託深圳大學，由汪國平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可見光波段遠場納米光成像學器件：原理與驗證
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：汪國平
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學顯微術給生命科學、醫學、微電子科學等廣泛領域提供了革命性的手段，但若不能突破遠場空間解析度100nm的瓶頸，其在高速發展的各學科領域的特別優勢就很難進一步體現。本項目擬聚焦具有實用化意義的遠場納米光學成像器件的基礎理論與套用，為克服現有相關遠場納米光學成像技術的不足，構建特徵尺度小於80nm的目標信息在自由空間傳輸的理論模型，設計調控納米結構信息自由傳輸的結構模型，研究調控機理及規律特性，探索納米結構的數值或光學成像方法。擬解決的關鍵科學和技術問題:（1）自由空間傳輸條件下，遠場納米光學成像的理論基礎。（2）納米結構信息的遠場特性與調控。（3）遠場納米光學成像器件的結構設計。（4）遠場納米光學成像方法與原理驗證。通過本項目的研究，實現橫向解析度優於80nm的遠場納米光學成像器件的設計與製備，取得具有自主智慧財產權、領先於國際同類研究的創新性成果，為納米光學成像技術的廣泛套用提供新的關鍵器件。
結題摘要
光學顯微術給生命科學、醫學、微電子科學等廣泛領域提供了革命性的手段，但若不能突破遠場空間解析度100nm的瓶頸，其在高速發展的各學科領域的特別優勢就很難進一步體現。本項目嚴格申請書設計的技術路線，開展理論和實驗兩方面的研究工作。通過研究納米結構調控光波傳輸的物理機制，分析納米結構實現隱逝場向傳播場轉換、並在自由空間傳輸的基本規律，本項目利用光柵結構的空間頻譜平移原理，實現高頻隱逝場向低頻傳播場的轉換。為保證80nm以下納米結構信息的光場相移調控的連續性，項目使用一維、二維準周期納米結構模型的多周期特性，實現空間頻譜的不間斷平移，保證結構在高空間頻率範圍內的頻譜連續性。通過變換光學方法，設計可見光波段、自由空間傳輸條件下，具有解析度優於80nm的一維、二維遠場納米光學成像器件結構幾何和電磁參數。利用耦合波理論，計算可見光照明條件下，遠場衍射場強度分布。通過FDTD方法，FFT方法驗證結構的遠場光學傳輸性能，探索結構參數與光場分布之間的關係。利用標定過的多種周期性一維、二維光柵提供點擴散函式，通過光學解反卷積方法，對不同衍射級次的光強信息通過頻域濾波處理後，先後通過一維和二維正交準周期Faboncci光柵微結構，獲得了間距小於80nm物體的可分辨像（解析度分別達到九分之一和七分之一波長）。在以上研究工作的基礎上，為進一步探索自由空間遠場超分辨成像的新方法，拓展研究了利用超快瞬態吸收光譜探測光聲振動信息的方法，為下一步利用時間換空間解析度的自由空間遠場超分辨成像技術，提供了一種新思路。共發表研究論文29篇。
