[發明專利]基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統

在審

• 申請號: 201510419513.0
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105181652A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 杜路平;楊愛萍;袁小聰
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

1.一種基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，包括光源單元、激光投射單元、檢測單元、計算及控制系統、載物臺；所述載物臺上放置有載玻片，所述光源單元產生激光并將其耦合到所述激光投射單元，所述激光投射單元將所述激光投射到所述載玻片上；其特征在于，所述載玻片的受光面覆蓋有金屬納米薄膜，該金屬納米薄膜表面吸附有一金屬納米顆粒；當該金屬納米顆粒位于所述激光的光場內時，該金屬納米顆粒產生散射光，該散射光中滿足SP波矢匹配條件的成分由于表面等離子體耦合發射效應，在表面等離子體共振角產生SPCE信號；

所述計算及控制系統用于通過移動所述載物臺使所述金屬納米顆粒位于所述激光的光場內的不同位置，并通過所述檢測單元檢測所述金屬納米顆粒位于各位置時所產生的SPCE信號的強度，并據此生成所述光場的光強分布；

其中，利用表面等離子體耦合發射效應能將散射光與激光在空間上進行分離。

2.如權利要求1所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述激光投射單元將所述激光聚焦后投射到所述載玻片上。

3.如權利要求1所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述光源單元包括激光器及第一分束器；所述激光投射單元包括高數值孔徑物鏡及濾波片；所述激光器產生的激光依次通過所述第一分束器反射及所述濾波片濾波后耦合到所述高數值孔徑物鏡。

4.如權利要求3所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述激光投射單元還包括第一CCD相機及第一正透鏡；

所述激光在所述金屬納米薄膜上形成的光斑圖像依次通過所述高數值孔徑物鏡、濾波片、第一分束器及第一正透鏡被所述第一CCD相機采集；

所述第一CCD相機用于將采集到的光斑圖像發送到所述計算及控制系統顯示。

5.如權利要求1所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述檢測單元包括高數值孔徑油浸物鏡、第二分束器、第二正透鏡、第二CCD相機、遮光板、第三正透鏡、耦合器及光電倍增管；

透過所述金屬納米顆粒及金屬膜的透射光成分及所述SPCE信號依次通過所述高數值孔徑油浸物鏡及第二分束器后分束成反射光束和透射光束；其中，反射光束通過所述第二正透鏡后被所述第二CCD相機采集，透射光束經遮光板去除其中的透射光成分后，再依次通過第三正透鏡及耦合器后耦合到所述光電倍增管，經所述光電倍增管輸出電信號；

所述光電倍增管與所述計算及控制系統連接，用于將所述電信號發送到所述計算及控制系統；

所述計算及控制系統根據所述電信號計算所述SPCE信號的強度。

6.如權利要求1所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述載物臺包括一二維移動平臺及三維移動平臺；所述三維移動平臺固定在所述二維移動平臺上，且最大移動精度比該二維移動平臺高；所述二維移動平臺及三維移動平臺與所述計算及控制系統連接；

所述二維移動平臺用于在所述計算及控制系統的控制下將所述金屬納米顆粒粗略定位到所述光場內；

所述三維移動平臺用于在所述計算及控制系統的控制下將所述金屬納米顆粒精確定位到所述光場的不同位置。

7.如權利要求6所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述計算及控制系統用于按照所述三維移動平臺的最大移動精度逐點移動所述金屬納米顆粒，使其到達所述光場的每個位置，并通過所述檢測單元檢測所述金屬納米顆粒位于所述光場內每個位置時所產生的SPCE信號的強度，并據此生成所述光場的光強分布。

8.如權利要求5所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述高數值孔徑油浸物鏡與一三維調焦裝置連接；所述三維調焦裝置用于調節所述高數值孔徑油浸物鏡的焦距。

9.如權利要求1所述的基于表面等離子體耦合發射效應的光場成像系統，其特征在于，所述載玻片材料為二氧化硅。