课题基金基金详情
应用于双光子成像的超表面透镜设计与制备
结题报告
批准号:
61805272
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
陈晓虎
学科分类:
F0513.微纳光子学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
李辉、梁永、金鑫、赵鹏九、赵星羽、朱茜
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中文摘要
微型双光子显微系统是神经元在体成像的重要工具,但是常规微型物镜无法在进步一提高数值孔径的同时获得更轻的装备重量。本项目将光场调控超表面引入双光子显微领域,有望在大数值孔径下获得近乎于零的物镜装备重量。项目首先开展圆盘微元相位调控机制的仿真研究。结果显示散射场中的电偶和磁偶极散射重合时,圆盘微元光场调控效率最高。改变圆盘半径时,散射相位图谱覆盖0-2π,满足二元光场调控器件的设计要求。依据获得的相位图谱,设计并加工基于全视场像差校正的两片式超表面透镜。最后将超表面透镜搭载入双光子显系统,以验证其扫描成像特性。项目在概念上将超表面透镜引入双光子成像领域,是超表面透镜应用在显微成像领域的研究范例。
英文摘要
Miniature two-photon microscope plays an important role in neuron researching. But the conventionally used miniature objective cannot simultaneously achieve high numerical aperture and portable weight. This project propose using metalens as miniature objective to achieve high numerical aperture with ultra light weight. Firstly, simulation of light field regulating mechanism for nanodisk is carried out. When overlapping electric dipole and magnetic dipole scattering peak, nanodisk can realize maximum efficiency of regulation. Nanodisk can be used as light field regulating element, as 0-2π phase space can be realized when changing the radius of the nanodisk. According to the realized phase spectrum, full field doublet metalens is designed according to the geometric aberration correction. Finally, the scanning imaging property of the metalens is verified on a existing two-photon microscope. The project introduce metalens to two-photon microscope, and will set an usage example of metalens in microscopy.
本项目将近红外光场调控超表面引入双光子显微领域,以矩形纳米微元为相位调制器件,从相位调控机理、荧光收集效率等多个角度优化设计适用于双光子显微成像的超构表面透镜,并以常规的硅基半导体微纳加工工艺获得口径大于600μm的超构表面透镜。实验测试其光场聚焦和荧光收集特性显示,超构表面光学调控能力能够应用于显微成像。进一步构建以超构表面透镜为核心物镜的双光子成像系统并编写扫描成像控制程序,最终针对包括荧光小球、小鼠肾脏切片和U2OS细胞在内的多种荧光样品获得双光子二维和三维显微亚微米分辨图像,同时,超构表面的可见光宽谱透射特性,使得系统能够在多个荧光通道上获得共定位的特异性图像。项目在概念上将超表面透镜引入双光子成像领域,是超表面透镜应用在显微成像领域的研究范例。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/1361-6463/ac4d27
发表时间:--
期刊:Journal of Physics D: Applied Physics
影响因子:--
作者:Cong Chen;Panpan Chen;Jiajia Mi;Xiaohu Chen;Jianpin
通讯作者:Jianpin
High-fidelity structured illumination microscopy by point-spread-function engineering.
采用点扩散函数工程的高保真结构照明显微镜
DOI:10.1038/s41377-021-00513-w
发表时间:2021-04-01
期刊:Light, science & applications
影响因子:--
作者:Wen G;Li S;Wang L;Chen X;Sun Z;Liang Y;Jin X;Xing Y;Jiu Y;Tang Y;Li H
通讯作者:Li H
Four-dimensional visualization of zebrafish cardiovascular and vessel dynamics by a structured illumination microscope with electrically tunable lens
通过带有电动可调镜头的结构照明显微镜对斑马鱼心血管和血管动力学进行四维可视化
DOI:10.1364/boe.382114
发表时间:2020-02-01
期刊:BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS
影响因子:3.4
作者:Chen Chong;Li Simin;Li Hui
通讯作者:Li Hui
DOI:10.1364/ol.441160
发表时间:2021
期刊:Optics Letters
影响因子:3.6
作者:Gang Wen;Linbo Wang;Xiaohu Chen;Yuguo Tang;Simin Li
通讯作者:Simin Li
High Dynamic Range Structured Illumination Microscope Based on Multiple Exposures
基于多次曝光的高动态范围结构照明显微镜
DOI:10.3389/fphy.2021.648174
发表时间:2021-03
期刊:Frontiers in Physics
影响因子:3.1
作者:Liang Yong;Chen Xiaohu;Sun Zhenglong;Wen Gang;Chen Chong;Wang Libo;Jin Xin;Zhang Jie;Yang Guang;Gao Jing;Li Hui;Li Simin
通讯作者:Li Simin
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