光学微球纳米成像进展和挑战

工程（英文） ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (5) : 108 -130. DOI: 10.1016/j.eng.2023.10.019

研究论文

光学微球纳米成像进展和挑战

吴光兴 ^a ,
洪明辉 ^a^,^b^,^c

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Optical Microsphere Nano-Imaging: Progress and Challenges

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Received	Accepted	Published
2023-04-15	2023-10-17
Issue Date
2024-06-14

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摘要

传统光学显微镜受限于光学衍射效应，其成像分辨率难以突破阿贝衍射极限，从而在许多纳米尺度应用中受到制约。过去十多年，光学微球纳米成像技术已经被证明是一种经济高效的克服光学衍射极限的解决方案。这种技术能够以实时和无标记的方式达到1/6~1/8倍波长的成像分辨率，这使得它在众多超分辨成像方法中具有独特的竞争力。在本文中，我们总结了微球纳米显微镜的超分辨成像原理以及在提升其成像性能方面的研究进展。这些进展包括：①在系统层面，优化单个微球纳米显微镜的工作环境和辅助成像的硬件设施；②在器件层面，构建微球复合透镜组；③改造微球的基本结构，包括几何形貌和材料组分。最后，我们分析了光学微球纳米成像领域尚未解决的关键挑战，并对其未来发展前景进行了展望。