因此，在正入射下，經(jīng)過該光學薄膜器件的光束出射角度要么是大于一定的角度（對應750 nm波長），要么是在薄膜表面產生光學表面波（對應640 nm 波長）。利用一塊光學薄膜器件，在常規(guī)的明場顯微鏡上（圖2a），可同時實現(xiàn)暗場顯微成像與全內反射成像。成像效果如圖2b，2c所示，相對于明場光學顯微鏡像，其成像對比度有大幅度的提升。該種方法不僅適用于空氣中的樣品，也適用于液體環(huán)境中生物活細胞的成像，如圖2d所示。

圖2.基于光學薄膜結構的全內反射照明與暗場照明顯微成像

進一步實驗結果表明，該方法不僅可以實現(xiàn)介質薄膜上的表面波，也可用于激發(fā)目前引起廣泛興趣的金屬薄膜表面等離激元，如圖3所示，利用其作為照明光源，實現(xiàn)了一種新的表面等離激元共振顯微鏡架構，相對于目前廣泛使用的基于油浸物鏡的表面等離激元共振顯微鏡，基于光學薄膜器件的表面等離激元顯微鏡結構簡單，成本低、操作便利，易于集成。

上述實驗結果表明，無需改變現(xiàn)有顯微鏡的主體光路架構，通過設計、制作合適的顯微鏡載玻片，就可以有效提升其成像對比度，拓展其成像功能。

圖3.利用光學薄膜結構激發(fā)表面等離激元實現(xiàn)新型表面波光學顯微鏡

本校博士生蒯雁同學為該論文第一作者，張斗國教授為通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金委、安徽省科技廳、合肥市科技局、唐仲英基金會等項目經(jīng)費的支持。相關樣品制作工藝得到了中國科學技術大學微納研究與制造中心的儀器支持與技術支撐。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27231-6