二次諧波顯微術(shù)的尺寸特性和取向探測研究.pdf

1、二次諧波顯微術(shù)是利用二次諧波信號進行顯微成像或探測的一種新型光學顯微技術(shù)。與雙光子熒光顯微術(shù)相比,二次諧波顯微術(shù)無需使用熒光標記,這從根本上消除了光毒性和光漂白。更為重要的是,相干特性使得二次諧波顯微術(shù)對樣品亞微米結(jié)構(gòu)非常敏感。近些年來,二次諧波顯微術(shù)的上述優(yōu)點使得它在生命科學、新型材料科學等領域中有著重要的應用和研究價值。
　　 本文從優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、拓展應用領域的角度出發(fā),對二次諧波顯微術(shù)的尺寸特性、取向探測和偏振補償進行了研

2、究,主要研究結(jié)果包括以下幾方面:
　　 1.基于矢量衍射理論和格林函數(shù)法研究了二次諧波顯微術(shù)的尺寸特性。數(shù)值結(jié)果表明,二次諧波顯微術(shù)的尺寸特性與信號探測模式有關(guān)。對于前向探測模式,位相匹配條件確定的相干長度大于焦區(qū)長度,隨著樣品尺寸的增大,二次諧波信號逐漸增強,最終達到飽和；而對于背向探測模式,位相匹配確定的相干長度小于焦區(qū)長度,隨著樣品尺寸的變化,二次諧波信號振蕩變化,并且在某一特定尺寸獲得最強二次諧波信號。二次諧波顯微術(shù)的尺

3、寸特性還與激發(fā)光偏振態(tài)、聚焦物鏡的數(shù)值孔徑大小以及樣品的橫向尺寸等因素有關(guān)。
　　 2.基于掃描二次諧波顯微術(shù),通過分析不同偏振光激發(fā)KTP納米粒子產(chǎn)生的二次諧波信號強度分布,得到如下結(jié)論:當激發(fā)光分別為徑向偏振光和偏振角ψ0=58°的柱矢量光時,綜合分析納米粒子產(chǎn)生的二次諧波信號強度分布,能獲得納米粒子對稱軸的三維取向信息。
　　 3.對背向二次諧波顯微術(shù)中的偏振補償進行了研究。實驗結(jié)果表明:當入射光為線偏振光時,采用