1、目前的超分辨顯微成像技術面臨著成像視場小、成像速度慢、樣品需要染色標記、需要近場掃描等限制。無需標記且可遠場成像的超分辨顯微技術可以最大限度地避免對觀察樣品的破壞與擾動，因而在生物醫(yī)學、物理、材料等領域具有重要的應用價值。本論文通過照明調控，在無標記遠場超分辨顯微成像領域實現(xiàn)了突破。
　　本論文主要創(chuàng)新點如下:
　　a)首次將一維納米結構應用于寬場的超分辨顯微成像中，實現(xiàn)了大視場的無標記遠場超分辨顯微成像，視場比以往報道的無

2、標記遠場超分辨顯微方法擴展了2個數(shù)量級，且方便快捷，可設計成緊湊式照明模塊使普通顯微鏡方便地具備超分辨能力，成功突破了目前無標記遠場寬場超分辨顯微成像的瓶頸。
　　b)通過理論分析、仿真模擬與實驗結果相結合，深入地研究了移頻顯微成像的特點，首次提出基于多波長照明的圖像重構思想，可實現(xiàn)無變形的移頻超分辨顯微成像。
　　c)將非線性效應引入紫外光聲顯微成像中，首次實現(xiàn)了生物樣品中細胞核結構的無標記遠場超分辨顯微成像，在疾病、尤其

3、是癌癥的預測與治療等生醫(yī)領域具有重要的應用前景。
　　本論文的文章結構如下:
　　第一章，詳細介紹了顯微技術的發(fā)展及目前已有的無標記型超分辨顯微技術，并分析了這些技術的優(yōu)勢和局限性。
　　第二章，針對在無標記遠場超分辨顯微成像中獲得更大視場、更高分辨率的目標，提出了納米線環(huán)形照明顯微成像。通過將半導體納米線環(huán)形光源作為局域光源，與二維微納波導復合來實現(xiàn)大面積、全方向、高波矢的倏逝場照明，基于移頻效應，可在遠場實現(xiàn)無標記

4、二維樣品的超衍射高頻信息的有效提取。本章詳細分析了該設計中涉及到的機理和器件特性，并將其成功應用到了不同領域的多類樣品上。
　　第三章，對移頻成像的特性進行進一步的理論分析、仿真計算和實驗探證，對納米線環(huán)形照明顯微成像技術做了進一步優(yōu)化，提出通過調控照明波長來拓寬物的空間頻譜在遠場的可探測范圍從而使成像無變形的方法，并介紹了圖像重構的相關算法與仿真結果。
　　第四章，針對在無標記情況下對復雜的生物樣品進行亞細胞觀察的目標，對