超分辨光学成像技术由于其无损、实时检测等特点,在纳米结构表征方面有其特殊地位和重要应用价值。本项目开展基于金属/介质复合微纳结构光学超分辨成像的理论和设计研究,试图利用SPP近场增强技术,将携带纳米物超分辨信息的消逝波耦合成为传播波,并通过远场角谱分布反演出物体的形貌。项目着重研究了两个关键内容,一是优化设计和加工金属膜/介质异形光栅,以提高成像系统的能量利用率,并降低SPP成像耦合器件的加工难度;二是提出SPP远场超分辨成像的广义光学传递函数概念和理论模型,建立远场成像的计算机图形重构算法,探索近场到远场光学超分辨信息的传输规律,推动其新理论的发展。项目实施中,提出了背向曝光的SPP干涉光刻技术、固体浸没干涉光刻和聚苯乙烯球局域光刻等新技术,加工了多种高效、低成本超分辨成像耦合结构;并在此基础上,实验测量了SPP增强微纳光子耦合器件光场传输的信息,给出了理论的和基于实验数据的光学传递函数;通过金属层/介质异形微纳结构超分辨成像过程的反演计算,给出了这种超分辨成像技术实用化发展的定量化参考指标。其所取得的成果对超分辨成像光学理论的建立和表面等离子光学的发展,有积极促进意义
英文主题词Far-field super-resolution imaging (FSI), Surface plasmon polaritons (SPP), Optical transfer function (OTD), special-shaped grating, Micro/nano photon