[發明專利]一種基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置和方法

在審

• 申請號: 201310200049.7
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103323410A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 朱思祁;陳振強;陳在俊;王蘇娥;李安明;尹浩;何青
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.一種基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，包括光源、鏡筒、樣品臺、熒光成像用CCD、支架和計算機，光源根據入射方式不同設置在相應位置，鏡筒固定在支架上，樣品臺設置在支架底座上，熒光成像用CCD設置在鏡筒一端，并與計算機相連，裝置還包括顯微物鏡、用于對通過顯微物鏡放大顯示后形成的圖像進行濾波的液晶濾波器件、成像透鏡組件，熒光成像用CCD、鏡筒、成像透鏡組件、液晶濾波器件、顯微物鏡位于同一光軸上，待檢測樣品放置在顯微物鏡正下方的樣品臺上，液晶濾波器件與計算機相連。

2.根據權利要求1所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，所述光源為透射式光源，即光源設置在樣品下面。

3.根據權利要求1所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，所述光源為同軸光源，同軸光源入射系統由同軸光輸入孔、45度全反鏡、顯微物鏡三部分組成，同軸光輸入孔設置在液晶濾波器件、顯微物鏡之間垂直于光軸軸線方向的側壁上，45度全反鏡設置在光路中，45度全反鏡與光軸保持45度夾角，光源從同軸光輸入孔進入，被45度全反鏡反射至顯微物鏡并通過聚焦后照射至樣品，其中45度全反鏡全反紅外光及可見光。

4.根據權利要求1所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，所述成像透鏡組件在鏡筒中的位置可調；

當進行紅外光譜檢測時采用濾波波段在紅外的LCTF，當進行熒光光譜、雙光子熒光光譜、拉曼光譜、吸收光譜檢測時采用濾波波段在可見光的LCTF；

所述熒光成像用CCD為用以測量紅外光譜的紅外CCD，或者用以測熒光光譜、雙光子熒光光譜、拉曼光譜、吸收光譜的可見-紅外CCD；

所述熒光成像用CCD采用無機械抖動的冷卻方式；

所述顯微物鏡為消色差平場無窮遠系統的顯微物鏡。

5.根據權利要求4所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，所述裝置還包括防止用于激發熒光的紫外光進入液晶濾波器件的紫外濾光鏡，該紫外濾光鏡為高反紫外光增透可見光及紅外光譜的UV鏡，紫外濾光鏡與顯微物鏡位于同一光軸上；

所述熒光成像用CCD采用液氮制冷的冷卻方式。

6.根據權利要求1所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置，其特征在于，所述支架上有一位置可調的掛鉤，鏡筒通過固定螺絲固定在此掛鉤上，同時該掛鉤與支架相連處還設有一用于調整掛鉤在垂直方向上的高度的Z軸微調旋鈕；

支架底座上設置有用于調節樣品臺在支架底座上水平方向位置的X軸微調旋鈕和Y軸微調旋鈕。

7.一種基于權利要求1所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像裝置的顯微光譜成像方法，其特征在于，通過顯微物鏡將樣品進行放大，通過控制液晶濾波器件的掃描范圍及掃描步長獲得在某一波段內各個波長下樣品被放大部分的成像。

8.根據權利要求7所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）根據需要測量的光譜特性，選擇光源和入射方式；

（2）根據待檢測樣品的尺寸，選擇適當放大倍數的顯微物鏡；調節成像透鏡組件的位置，進一步確定放大倍數，最后調節顯微物鏡與樣品距離，實現對焦；

（3）設定LCTF的波長掃描范圍和掃描步長；

（4）LCTF開始掃描后，熒光成像用CCD在每個波長下拍照一次，直至掃描結束，CCD拍攝到所有波長下樣品被放大部分的顯微圖像。

9.根據權利要求8所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像方法，其特征在于，還包括以下步驟：

在熒光成像用CCD獲得顯微圖像后，對該圖像進行圖像處理，包括降噪處理，并選取感興趣點，繪制光譜圖像以及歸一化光譜圖像，以及保存光譜圖像和輸出光譜信息，得到感興趣點處的光譜特性。

10.根據權利要求8所述的基于液晶濾波器件的顯微光譜成像方法，其特征在于，所述步驟（1）中，需要測量吸收光譜，則使用寬光譜的白光光源，采用透射式入射方式；需要測量熒光光譜，則使用紫外光源，使用同軸光輸入方式；需要測量拉曼光譜，采用532nm激光光源，采用同軸光輸入方式；需要測量雙光子熒光光譜，則采用紅外激光光源，采用同軸光輸入方式；需要測量紅外光譜，則使用紅光光源，采用同軸光輸入方式或透射式入射方式均可。