课程概要
近年来，在材料学和生物学领域，对于微纳结构的成像，例如纳米小球，亚波长光栅，蛋白质分子等等，越来越受到极大关注。而对于微纳结构的成像，需要用到高数值孔径光学显微镜。由于微纳结构以及高数值孔径显微镜有着很大的矢量特性，所以传统的基于标量的成像理论已经不再适用。因此，对整个显微镜系统的矢量成像分析显得越来越迫切。
在本次课程中，我们首先介绍基于Debye-wolf 理论，对于偶极子（Dipole source）的理想高数值孔径的矢量点扩散函数的计算（vectorial PSF）。其次，我们会根据真实的显微镜系统来对Dipole Source 成像，分析矢量点扩散函数以及双螺旋（double helix）点扩散函数, 并分析不同光学系统的相差， 例如尼康（Nikon）,奥林巴斯（Olympus）,蔡司（Zeiss）等，以及实验中遇到的非准直等误差对结果的影响。再次我们会介绍严格麦克斯韦方程组解法，傅里叶模态法，用来对微纳结构做矢量模拟。最后，我们会结合透镜系统和微纳结构，讲解一些具体的显微镜系统应用及其成像质量分析，包括阿贝成像理论的实验，紫外显微镜对光栅的观察，晶圆级光学 （Wafer Level Optics) 对准装置的模拟，共聚焦扫描显微镜 (Scanning Confocal Microscopy) 成像原理的探究，傅里叶显微镜（Fourier Microscopy）对单分子的矢量成像，单光子结构光照明显微镜（Structured Illumination Microscopy）矢量照明分析，双光子（Two-photon）结构光照明显微镜的时域聚焦（temporal focusing）特性。
基于上述真实显微镜系统应用，我们还会和学员共同在现场利用VirtualLab Fusion完成模拟已经像差和物理原理的分析。
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课程大纲
●  高数值孔径的理想透镜的矢量建模
利用Debye-Wolf积分来分析理想透镜的矢量成像特性，并辅以案例操作。
●  高数值孔径的真实商业透镜的矢量建模
利用数值的计算的方法，快速计算求得带有像差和实验误差的矢量点扩散函数（PSF）以及双螺旋（double helix）点扩散函数的分布，并辅以案例操作。
●  利用严格麦克斯韦方程解，傅里叶模态法对微纳光栅，微纳粒子进行建模。并辅以案例操作。
●  傅里叶模态法对任意光束的建模,并辅以案例操作。
●  利用矢量物理光学对 阿贝成像分辨率（Abbe Resolution) 的探究，紫外显微镜（UV microscopy）对于微纳结构的成像, 晶圆级光学 （Wafer Level Optics) 对准装置的模拟, 并辅以案例操作。
●  利用矢量物理光学对共聚焦扫描显微镜 (Scanning Confocal Microscopy) 成像原理的探究，傅里叶显微镜（Fourier Microscopy）对单分子的矢量成像，并辅以案例操作。
●  利用矢量物理光学对结构照明光显微镜（Structured Illumination Microscopy），高数值孔径时域聚焦研究， 双光子显微镜（Two-Photon Microscopy）的模拟和分析。
●  利用VirtualLab Fusion案例操作：利用基于场追迹的矢量快速物理光学对结构照明光显微镜（Structured Illumination Microscopy）高数值孔径时域聚焦研究，双光子显微镜（Two-Photon Microscopy）的模拟和分析，并回答学员所有的问题。
课程安排