光學(xué)顯微鏡是利用光學(xué)原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細(xì)結(jié)構(gòu)信息的光學(xué)儀器。表面波光學(xué)顯微鏡主要用于研究表面或界面處光與物質(zhì)的相互作用、樣品表面或界面處的行為特征。

　　顯微鏡已有300多年的發(fā)展史。自從有了顯微鏡，人們看到了過(guò)去看不到的許多微小生物和構(gòu)成生物的基本單元——細(xì)胞。不僅有能放大千余倍的光學(xué)顯微鏡，而且有放大幾十萬(wàn)倍的電子顯微鏡，使我們對(duì)生物體的生命活動(dòng)規(guī)律有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在顯微鏡本身結(jié)構(gòu)發(fā)展的同時(shí)，顯微觀察技術(shù)也在不斷創(chuàng)新：1850年出現(xiàn)了偏光顯微術(shù);1893年出現(xiàn)了干涉顯微術(shù);1935年荷蘭物理學(xué)家澤爾尼克創(chuàng)造了相襯顯微術(shù)，他為此在1953年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡由光學(xué)鏡頭組成，可以將物體放大至幾千倍來(lái)觀察細(xì)節(jié)，由于光波的衍射效應(yīng)，無(wú)限提高放大倍數(shù)是不可能的，因?yàn)闀?huì)遇到光波衍射極限這一障礙，傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡的分辨率不能超過(guò)光波長(zhǎng)的一半。比如，以波長(zhǎng)λ=400nm的綠光作為光源，僅能分辨相距為200nm的兩個(gè)物體。實(shí)際應(yīng)用中λ>400nm，分辨率要更低些。這是因?yàn)橐话愕墓鈱W(xué)觀察都在距離物體很遠(yuǎn)的位置(>>λ)。

　　表面波光學(xué)顯微鏡，利用金屬薄膜負(fù)載的表面等離子體波(英文縮寫為SPs)作為照明光源的表面等離子體共振顯微鏡(英文縮寫為SPRM)。表面波光學(xué)顯微鏡廣泛應(yīng)用于細(xì)胞、細(xì)菌、病毒、DNA、蛋白質(zhì)等生物體的無(wú)標(biāo)記成像研究。但SPRM存在兩個(gè)缺點(diǎn)之處：

　　，SPs的傳播特性，導(dǎo)致了SPRM在SPs傳播方向的空間分辨率通常為幾個(gè)微米，遠(yuǎn)大于光波的衍射極限;

　　第二，SPs需要特定的激發(fā)條件且顯微物鏡的數(shù)值孔徑有限，導(dǎo)致了SPRM對(duì)入射光的波長(zhǎng)、偏振及襯底材料有一定要求，如入射光必須是長(zhǎng)波，且必須是p偏振光，樣品必須放置在金屬材料。

　　克服傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)中存在衍射極限問(wèn)題,從而獲取更小聚焦光斑以及更加精細(xì)的物體結(jié)構(gòu)信息,在實(shí)際應(yīng)用中具有非常重要的意義。諸如可以應(yīng)用于光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),納米光刻,光學(xué)顯微鏡等方面。超分辨顯微包括兩部分：超分辨聚焦和超分辨成像。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)光學(xué)與光學(xué)工程系微納光學(xué)與技術(shù)課題組實(shí)現(xiàn)基于旋轉(zhuǎn)照明的表面波光學(xué)顯微成像新技術(shù)，在自主搭建的光學(xué)顯微鏡上加載了旋轉(zhuǎn)照明模塊。利用探測(cè)器采集圖像的時(shí)間平均效應(yīng)可自然的提高SPRM成像分辨率。

解決了SPRM存在的個(gè)缺點(diǎn)。

　　科研團(tuán)隊(duì)用替代金屬薄膜的SPs，介質(zhì)多層膜負(fù)載的布洛赫表面波(英文縮寫為BSWs)研制出一種表面波光學(xué)顯微鏡。其優(yōu)勢(shì)在于：穩(wěn)定性優(yōu)于金屬薄膜且易于進(jìn)行生化修飾;BSWM既可以工作于長(zhǎng)波也可以工作于短波;BSWs的穿透深度可以調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同深度的表面成像;BSWM可以工作于p偏振和s偏振入射光，有利于偏振敏感樣品的測(cè)量與表征。使得BSWM的應(yīng)用范圍更為廣泛。

解決了SPRM存在的第二個(gè)缺點(diǎn)。