《超分辨差動共焦顯微鏡的研製》是依託北京理工大學，由趙維謙擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：超分辨差動共焦顯微鏡的研製
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：趙維謙
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
當今科技發展的實踐表明高空間分辨的共焦顯微技術是生物醫學、微納製造、半導體和材料工程等領域亟待解決的一項關鍵共性技術，屬光學顯微成像領域的重點研究內容。本項目前期研究提出的超分辨差動共焦顯微成像技術,其利用軸向遠焦和近焦放置的雙共焦探測系統差動探測，改善其軸向分辨特性，利用超分辨光瞳濾波及圖像復原技術改善其橫向分辨特性,繼而達到顯著改善其空間分辨能力、抗干擾能力和層析能力的目的。本次申請項目擬重點解決利用超分辨差動共焦顯微成像技術實現高空間分辨、高層析能力的成像測試及其儀器化的相關技術，其目標是研製出具有自主智慧財產權的超分辨差動共焦顯微鏡,為微納製造、半導體測試、材料工程和生物醫學等領域提供高性能的測試儀器。研究內容包括：改善儀器分辨能力及精度的相關基礎理論,儀器核心技術和系統集成技術,儀器的總體實驗、特性分析與比對實驗等。儀器主要指標：軸向和橫向分辨力分別優於1nm和80nm等。
結題摘要
共焦顯微鏡因其具有光學成像領域獨特的層析成像能力和高分辨能力，一直被作為重要的測量和分析手段，廣泛套用於生物醫學工程、材料工程、微電子製造和精密測量等領域。針對目前亟待提高共焦顯微鏡分辨能力的需求，課題組在國家自然科學基金科學儀器基礎研究項目“超分辨差動共焦顯微鏡的研製（編號：60927012）” 的資助下，開展了深入研究，取得如下研究成果： (1)提出了超分辨雷射差動共焦顯微成像新原理，其利用軸向“遠焦”和“近焦”偏移放置的雙共焦光路差動探測，來改善共焦顯微系統的軸向分辨特性，利用超分辨光瞳濾波及圖像復原技術來改善共焦顯微系統的橫向分辨特性，繼而構建起了一種具有高空間分辨能力的新原理共焦顯微成像儀器； (2)基於差動共焦特性曲線與其系統焦點精確對應這一特性，提出了差動共焦零點觸發擴展量程的測量方法，實現了系統的絕對零點和雙極性跟蹤測量，其結果可減小現有共焦顯微系統易受離焦特性、樣品表面傾斜、樣品粗糙特性和非線性的不利影響，提高了共焦顯微系統的測量精度； (3)將超分辨差動共焦顯微鏡與光學顯微鏡在結構和功能上有機融合，使研製的儀器既具有共焦顯微系統高分辨能力、高層析能力和高抗干擾能力的優點，同時又具有光學顯微鏡寬範圍觀測和便於樣品找正的優點等。 上述研究為新原理共焦顯微成像儀器的研發提供了理論與技術基礎。圍繞超分辨差動共焦技術，共發表學術論文14篇，其中9篇發表在SCI檢索國際期刊上，並有5篇發表在國際光學領域權威期刊Optics Express上，授權發明專利17項，受理髮明專利16項（包括美國和歐洲發明專利各1項）。參加國際會議4次，國內會議6次。超分辨雷射差動共焦顯微鏡已在雷射聚變靶球參數的測量中得到套用，並進一步爭取到國家重大科學儀器設備開發專項“雷射差動共焦成像與檢測儀器研發及其套用研究（編號：2011YQ040136）”項目的支持，以期深入開展儀器化研究，拓展其套用領域。
