[發明專利]一種不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201410666547.5
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104359892A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 楊洪欽;邱彩敏;陳建玲;彭亦如;王瑜華;鄭莉琴;謝樹森
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 鄭浩;蔡學俊

1.一種不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，包括激光器系統，其特征在于：所述激光器系統的輸出方向沿第一光路依次設置有第一脈沖激光功率調節單元、光路切換器件、脈沖展寬器件和時間延遲單元，所述激光器系統的輸出方向沿第二光路依次設置有第二脈沖激光功率調節單元和聲光調制器，所述時間延遲單元和第二脈沖激光功率調節單元的輸出方向共同依次設置有第一二向色鏡、激光束掃描單元、第二二向色鏡、第一物鏡以及用于放置待測樣品的載物臺，所述第二二向色鏡的輸出端沿其反射方向依次設置有第一會聚透鏡、孔徑光欄以及第一凹面反射鏡，所述第一凹面反射鏡的輸出光通過反射型光柵輸入到第二凹面反射鏡，所述第二凹面反射鏡的輸出光輸入到CCD探測器。

2.根據權利要求1所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述第一脈沖激光功率調節單元包含沿第一光路依次設置的第一半波片和第一偏振分光片，所述第二脈沖激光功率調節單元包含沿第二光路依次設置的第二半波片和第二偏振分光片。

3.根據權利要求1或2所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述脈沖展寬器件的輸出端與時間延遲單元的輸入端之間設置有第一反射鏡。

4.根據權利要求1或2所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述激光器系統的輸出端與第二脈沖激光功率調節單元的輸入端之間設置有光開關。

5.根據權利要求1所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述激光束掃描單元的輸出端與第二二向色鏡的輸入端之間設置有第二反射鏡。

6.根據權利要求5所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述載物臺下方從上往下依次設置有第二物鏡、第三反射鏡、第二會聚透鏡、光學濾光片以及光電探測器。

7.根據權利要求6所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，其特征在于：所述聲光調制器和光電探測器分別通過鎖相放大器電性連接至數據處理中心。

8.一種不同模態分子振動光譜檢測與成像方法，其特征在于：采用權利要求1至7中任一項所述的不同模態分子振動光譜檢測與成像裝置，將待測樣品放置于載物臺上，包括以下兩種模式：

（1）自發拉曼散射光譜檢測模式：從激光器系統僅出射一束的飛秒脈沖激光，先經過第一脈沖激光功率調節單元實現對飛秒脈沖激光的功率調節后，然后經光路切換器件和脈沖展寬器件實現飛秒脈沖激光的脈沖展寬大于100ps以作為自發拉曼光譜的激發光源，并依次通過時間延遲單元、第一二向色鏡、激光束掃描單元、第二二向色鏡和第一物鏡，最后輻照在待測樣品上；當施行后向測量方式時，激發光束與待測樣品相互作用產生的自發拉曼散射光信號經第一物鏡向后返回，并經第二二向色鏡反射、第一會聚透鏡會聚后經過孔徑光欄，再經第一凹面反射鏡成一平行光束照射在反射型光柵上，經反射型光柵分光后的光束再由第二凹面反射鏡進行反射，并傳送給CCD探測器進行信號采集；

（2）受激拉曼散射顯微成像模式：從激光器系統出射兩束光，分別為泵浦光和探測光；探測光先經過第一脈沖激光功率調節單元，接著經過時間延遲單元后形成探測光束；泵浦光先經過第二脈沖激光功率調節單元，接著經過聲光調制器后形成高頻調制的脈沖光束，并與探測光束在第一二向色鏡處實現時間和空間上的耦合與共線，耦合后的光束入射進入激光束掃描單元，最后經過第一物鏡會聚作用在待測樣品上，兩束超短脈沖激光在它們的波長或波數差與待測樣品中相關分子化學鍵振動光譜的拉曼位移相同或相近時，誘導特定化學鍵分子振動的受激拉曼散射效應。