本發(fā)明屬于納米光學技術領域，涉及到納米結構對光的作用，特別涉及利用納米結構對入射光偏振態(tài)的改變進行成像。

背景技術：

隨著生物醫(yī)學的發(fā)展，生命本質的研究已經深入到分子層面，分子顯影技術是該領域研究不可或缺的手段之一。由于分子的尺寸很小，難以對其進行直接成像，通常采用探針標記的方法。金屬納米粒子以其高亮度、生物兼容性好、無光漂白等優(yōu)點越來越受到生物研究的關注。但是將其作為探針挑戰(zhàn)很大，因為粒子的散射強度跟粒子的直徑大小成正比，例如，當粒子的直徑由200nm降到20nm時，其散射光強將急速降低10⁶倍，如此微弱的參數信號難以從入射背景中提取出來，因此很難顯影。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種基于雙金屬納米探針的偏振顯微成像方法，利用雙金屬納米粒子間的表面等離子共振耦合對入射光產生的去偏振作用和增強散射，用正交偏振技術去除強大的入射背景并提取雙金屬納米粒子的增強散射信號進行成像，本發(fā)明的效果和益處是為單分子影像技術提供一種基于雙金屬納米粒子的新型探針。

本發(fā)明的技術方案：

一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征是該探針由兩個分別具有表面等離子共振效應的金屬納米粒子線性連接構成，粒子間距的取值范圍是0到最大粒子的直徑。

如上所述的一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征在于利用雙金屬納米粒子間的表面等離子體共振耦合對入射光產生的去偏振作用進行目標成像，應用于激光偏振顯微成像裝置，該裝置包括光源系統、準直擴束及分光系統、偏振態(tài)調整系統、聚焦系統、探針散射信號提取及放大系統和計算機；其特征在于：光源系統提供偏振光，且其波長等于雙粒子發(fā)生表面等離子體共振耦合的波長；準直擴束及分光系統將光源發(fā)出的光束進行擴束以不小于聚焦系統的入瞳尺寸，并將該光束分為兩路a和b；偏振態(tài)調整系統將經過擴束分光的兩路入射光調整為線偏振光，且兩者的偏振方向正交；聚焦系統將其中的一路入射光a聚焦到探針所在的焦平面上；探針的散射信號提取與放大系統通過正交偏振方法提取與入射光a偏振方向垂直的探針散射光電場分量并通過與另外一路入射光b進行干涉放大。

如上所述的一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征是單個粒子的形狀不限。

如上所述的一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征是探針對入射光的去偏振散射振幅正比于ksin(2θ),k是雙粒子的表面等離子體共振耦合產生的散射增強，θ是入射光的偏振方向與粒子對軸線的夾角。

附圖說明

圖1是基于正交偏振的雙金屬納米探針的散射信號探測系統。

圖2a是粒徑為60nm、中心距離為65nm的兩個實心金粒子構成的粒子對，其相對于單個粒子的歸一化的吸收截面隨入射波長的分布，入射光與粒子對軸線的夾角分別為0°、30°、60°、90°。

圖2b是粒徑為60nm、中心距離為65nm的兩個實心金粒子構成的粒子對，其相對于單個粒子的歸一化的散射截面隨入射波長的分布，入射光與粒子對軸線的夾角分別為0°、30°、60°、90°。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施例

一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征是該探針由兩個分別具有表面等離子共振效應的直徑為60nm的實心球形金粒子經雙硫醇線性連接在一起，兩個球心的連線與x軸的夾角為θ，粒子間距小于5nm。

如上所述的一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，其特征在于利用雙金屬納米粒子間的表面等離子體共振耦合對入射光產生的去偏振作用進行目標成像，應用于激光偏振顯微成像裝置，該裝置包括光源系統、準直擴束及分光系統、偏振態(tài)調整系統、聚焦系統、探針散射信號提取及放大系統和計算機；其特征在于，光源系統提供偏振光，且其波長等于雙粒子發(fā)生表面等離子體共振耦合的波長；準直擴束及分光系統將光源發(fā)出的光束進行擴束以不小于聚焦系統的入瞳尺寸，并將該光束分為兩路a和b；偏振態(tài)調整系統將經過擴束分光的兩路入射光調整為線偏振光，且兩者的偏振方向正交；聚焦系統將其中的一路入射光a聚焦到探針所在的焦平面上；探針的散射信號提取與放大系統通過正交偏振方法提取與入射光a偏振方向垂直的探針散射光電場分量并通過與另外一路入射光b進行干涉放大。

如上所述的一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，入射光的偏振方向平行于x軸，如圖2所示，該偏振方向在平行于粒子軸線方向產生增強散射，借此在y方向上產生分量，該探針在y方向上的偏振散射振幅正比于ksin(2θ)，k是雙粒子的表面等離子體共振耦合產生的散射增強。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于雙金屬納米粒子用于偏振顯微成像的探針，探針由兩個分別具有表面等離子共振效應的金屬納米粒子線性連接構成，粒子間距的取值不大于最大粒子的直徑。本發(fā)明利用雙金屬納米粒子間的表面等離子共振耦合對入射光產生的去偏振作用和增強散射，用正交偏振技術去除強大的入射背景并提取雙金屬納米粒子的增強散射信號進行成像，本發(fā)明的效果和益處是為單分子影像技術提供一種基于雙金屬納米粒子的新型探針。

技術研發(fā)人員：洪昕
受保護的技術使用者：大連理工大學
技術研發(fā)日：2017.05.17
技術公布日：2017.08.29