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龙图腾网恭喜哈尔滨工业大学申请的专利基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117991491B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311619712.7，技术领域涉及：G02B21/36；该发明授权基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法及装置是由丁旭旻;郝慧捷;张天舒;王新伟;刘俭设计研发完成，并于2023-11-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法及装置在说明书摘要公布了：基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法及装置，它涉及一种显微成像方法及装置。本发明为了解决空间光调制器成像质量差、不利于集成且成本较高的问题。本发明所述基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像系统包括白光光源、滤波片、准直透镜、偏振片、四分之一波片、会聚透镜、样品载物台、超构透镜、显微物镜、右旋圆偏振片、管镜和CMOS相机；白光光源、滤波片、准直透镜、偏振片、四分之一波片和会聚透镜由左至右依次设置在样品载物台的一侧，超构透镜、显微物镜、右旋圆偏振片、管镜和CMOS相机由左至右依次设置在样品载物台的右侧。本发明属于光学显微成像与光学操控技术领域。

本发明授权基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法及装置在权利要求书中公布了：1.基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法，其特征在于：所述基于色散双螺旋点扩散函数超构透镜显微成像方法的步骤包括：S100、通过FDTD仿真手段设计并加工色散双螺旋点扩散函数超构透镜；具体包括：S101、优化超构表面的材料、形状或几何参数，利用电磁仿真软件CST中基于有限元法的频域计算模块进行仿真运算，在单元结构周期和纳米棒高度一定的情况下，通过改变纳米棒长度和宽度，在适于加工的尺寸范围内寻找交叉极化透射率最大的长度和宽度，作为几何相位的单元结构；S102、由透镜相位叠加双螺旋点扩散函数相位生成色散双螺旋超构透镜相位分布，色散双螺旋超构透镜相位分布由不同模式数的拉盖尔-高斯光束叠加得到，在光瞳平面，点扩散函数平面，拉盖尔-高斯模式平面分别采用优化条件进行约束，得到优化后的纯相位分布双螺旋点扩散函数，提高了能量利用率，改进后的双螺旋点扩散函数旋转响应只在特定区域出现，不仅避免了旁瓣损耗，且保证了函数在整个横截面内均具有旋转特性但在特定区域内近似不变；在此基础上叠加能够产生色散效果的透镜相位，通过调整透镜的数值孔径，得到具有不同工作距离和定位精度的色散双螺旋超构透镜相位；S103、根据选取的单元结构，结合几何相位的相位分布，生成色散双螺旋超构透镜的加工文件；S104、采用电子束光刻结合反应离子束刻蚀的方式，进行超构透镜的加工；采用三种平面约束，提高点扩散函数调制效率，尽可能消除旁瓣影响，分别是：1光瞳平面约束，去除振幅信息，只保留双螺旋点扩散函数的相位；2点扩散函数平面约束，在不同焦平面上引入主瓣能量分布有关的权重函数，使主瓣能量分布更加集中；3拉盖尔-高斯模式平面约束，将光场分解为不同m,n模式的奇函数的拉盖尔-高斯模式的线性叠加，乘以权重函数，保证点扩散函数具有旋转特性且旋转速率不变；所述透镜相位可表示为： 其中λ是入射光波长，x和y是平面内的位置坐标，f是透镜焦距，m,n表示拉盖尔-高斯模式；利用超构表面的集成特性，将双螺旋点扩散函数相位分布与具有色散调制的透镜相位分布叠加，得到不同数值孔径的色散双螺旋点扩散函数超构透镜相位分布，可表示为：φ＝φlens+φDHPSF振幅型掩膜版对光有较高的吸收率，会导致大部分能量的损耗，因此只选择相位作为超构表面构建的依据，振幅固定为1，生成的点扩散函数两个主瓣的大小、主瓣间距离以及图像模糊程度基本不变，且旋转速率保持不变，即双螺旋图像两主瓣中心的夹角与离焦量变化大致呈线性关系；根据色散双螺旋点扩散函数超构透镜相位分布，利用几何相位的排布思想，使用前述选取的单元结构生成超构透镜；用FDTD算法对生成的超构透镜进行仿真运算，预测其色散聚焦特性以及点扩散函数的三维分布；两主瓣的旋转速率取决于NA和系统的入射波长，与尺寸无关，无论是大数值孔径还是小数值孔径，均能在焦平面附近得到连续旋转的光斑，且旋转周期为π；数值孔径不同的超构透镜，旋转周期所对应的实际深度也不同，随着数值孔径的增大，其旋转周期也相应减小，对光场传播的仿真从另一方面论证了双螺旋点扩散函数相位分布与透镜相位分布叠加后所形成的双螺旋透镜的可行性；S200、搭建以超构透镜为核心进行色散双螺旋点扩散函数调制的光学系统，通过超构透镜对待测分子成像，在不同入射波长下，获得双螺旋图像；S300、通过双螺旋图像中双螺旋光斑的中点确定待测分子的横向位置，两光斑中心连线的夹角确定待测分子的轴向位置。

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