受衍射极限的影响, 传统光学显微镜的分辨率最高约为波长的一半, 突破衍射极限, 获得更高的成像分辨率是近年来显微成像领域的研究热点。相比于其他超分辨显微成像方式, 基于微球透镜的超分辨显微成像方式具有简单直接、免标记等优点。主要介绍国内外研究团队将微球与传统的光学显微镜结合实现超分辨显微成像的研究进展, 从微球透镜参数选择、成像方案、成像分辨率、成像视场及成像机理等多角度进行总结与比对; 并结合课题组工作, 介绍了将微球透镜与干涉显微技术相结合的三维超分辨检测技术, 阐述了Linnik型与Mirau型两种检测光路原理, 分析了三维超分辨检测的效果; 展望了微球透镜超分辨显微技术在显微成像与显微干涉检测两个方面待解决的问题与发展方向。

受衍射极限的限制，传统光学显微镜的分辨率只能达到入射光波长的一半。超分辨显微镜已有很多，但制作工艺复杂，适用样品有限，对成像条件要求苛刻，因此应用受到很多限制。研究表明，将直径为几微米至几十微米的透明电介质微球置于样品表面，能显著提高传统光学显微镜的分辨能力，在白光下即可实现超分辨成像，与其他类型显微镜结合使用时也能保持超分辨能力。这种新型透镜为纳米结构和生物样本的实时超分辨成像提供了一种简单、直接的方式。结合本课题组研究结果，介绍并总结了国内外微球透镜的研究进展。

Dielectric microspheres can confine light in a three-dimensional (3D) region called photonic nanojet is shown when they are illuminated by different polarized beams. The influence of incident light polarization on photonic nanojet using the finite-difference time-domain (FDTD) method is demostrated. The axial field intensity profiles of photonic nanojets for both the linear and circular polarization incident beams are very similar. Azimuthal polarization incident beam induces a doughnut beam along the optical axis, while the radial polarization incident beam permits one to reach an effective volume as small as 0.7(\lambda/n)3.