AFM | 基于超表面的米勒矩阵显微镜

在传统光学显微镜中，物体的图像对比度主要源于光强和/或颜色的差异。而穆勒矩阵光学显微镜（MMMs）通过分析物体与偏振光的相互作用，可以显著增强图像对比度并提供丰富的物体信息。然而，现有的MMMs从根本上受到庞大且缓慢的偏振态发生器和分析仪的限制。

近日，亚利桑那州立大学Yu Yao提出了一种基于超表面的MMM，即Meta-MMM，它配备了芯片集成的单次拍摄超表面偏振态分析仪（Meta-PSA）。Meta-MMM具有高速测量（每张穆勒矩阵图像约2秒）、卓越的操作稳定性、双色操作以及对MMM成像的高测量精度（测量误差1-2%）等特点。Meta-MMM被应用于纳米结构表征、表面形态分析以及发现蜜蜂翅膀中的双折射结构。Meta-MMM有望彻底改变从生物成像、医学诊断和材料表征到工业检测和太空探索等各种应用。成果以题为“Metasurface-Based Mueller Matrix Microscope”发表于《Advanced Functional Materials》上，亚利桑那州立大学Yu Yao为论文通讯作者，亚利桑那州立大学Jiawei Zuo为论文第一作者。

图1：超表面穆勒矩阵显微镜（Meta-MMM）和芯片集成超表面偏振态分析仪（Meta-PSA）的设计理念。

图2：全斯托克斯偏振态检测和穆勒矩阵测量。

图3：硅超表面薄膜结构中光学双折射的特性。

图4：金属结构中表面形态的表征。

图5：蜜蜂后翅的全斯托克斯偏振图像和穆勒矩阵显微图像。

文章信息：

J. Zuo, A. B. A. Babu, M.Tian, D. Wang, Z. Cen, K. Chidambaranathan, J.Bai, S. Choi, H. M. R. Faruque, S.S. Swain, M. N. Kozicki, C.Wang, Y. Yao, Metasurface-BasedMueller Matrix Microscope.Adv. Funct.Mater.2024, 34,2405412.

https://doi.org/10.1002/adfm.202405412