[發明專利]一種納米級三維量子熱像儀

有效

• 申請號: 201610157837.6
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105651394B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 李本強;宣劭文;江新兵;劉紅忠;洪軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G02B21/36;G02B27/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種納米級三維量子熱像儀，包括激光器，在其光路上設置有放有含量子點樣品的載物臺，激光照射樣品，經物鏡放大成像，再經半反半透鏡分成反射、透射光路，半反半透鏡的反射光經第一濾波片過濾掉與激光器發出的激光波長不一致的光，經半反半透鏡反射得到的像位于第一透鏡的前焦面，相位調制器位于第一透鏡的后焦面，相位調制器位于第二透鏡的前焦面，CCD位于第二透鏡的后焦面，相位調制器、CCD與計算機連接，在透射光路上設置有反射鏡，在反射鏡的反射光路上設置有第二濾波片和光譜測量儀，第二濾波片過濾掉與激光器發出的激光波長相同的光，光譜測量儀與計算機連接，將量子點的定位和溫度測量結合，實現了納米級三維溫度場測量。

技術領域

本發明屬于微納三維熱成像技術領域，具體涉及一種納米級三維量子熱像儀。

背景技術

在生物學領域，作為新陳代謝的基本場所，細胞內的溫度場能夠反映各個組件的熱力學特性和功能以及至整個生命現象的狀態變化。通過研究細胞新陳代謝過程中熱或溫度的變化，可以進一步認識生命活動現象、變化規律以及影響因素。目前溫度測量的方法有數十種，其中常見的有酒精溫度計、熱電偶溫度計和紅外線溫度計等。在宏觀尺度下，它們大都能取得較好的效果。然而，受細胞體積小、產熱強度低等因素的影響，傳統的測熱技術卻難以獲得滿意的結果。

量子點作為一種新穎的標記工具，其光熱特性為人們提供了細胞測溫的物理基礎。然而，由于其體積小、熒光強度弱，量子點的高精度實時定位成了瓶頸。常見的共聚焦掃描顯微鏡、斷層掃描顯微鏡雖然可以對量子點進行定位，但是都需要對樣品掃描，在一些實時性要求較高的場合，它們并不適用。所以，至今許多研究都只是針對細胞整體的平均溫度。目前，生物學家及醫學家們在研究生命現象的道路上，受限于細胞層面的熱分布的微納級研究。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種納米級三維量子熱像儀，在滿足精度和靈敏度的要求下，實現納米級三維溫度場的測量。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種納米級三維量子熱像儀，包括激光器1，在激光器1發出的激光光路上依次設置有載物臺3、物鏡4和半反半透鏡5，載物臺3上放置有含有若干量子點2的樣品，激光器1發出激光照射在樣品上，樣品和量子點2經物鏡4放大成像，再經半反半透鏡5作用分成兩路光路，一路為反射光路，一路為透射光路。

在半反半透鏡5的反射光路上依次設置有第一濾波片6、第一透鏡7、相位調制器8、第二透鏡9、CCD10，半反半透鏡5的反射光經第一濾波片 6過濾掉與激光器1發出的激光波長不一致的光，經半反半透鏡5反射得到的像位于第一透鏡7的前焦面，相位調制器8位于第一透鏡7的后焦面，相位調制器8同時也位于第二透鏡9的前焦面，相位調制器8與計算機14連接，CCD10位于第二透鏡9的后焦面，CCD10與計算機14連接。

在半反半透鏡5的透射光路上設置有反射鏡11，在反射鏡11的反射光路上設置有第二濾波片12和光譜測量儀13，第二濾波片12過濾掉與激光器1發出的激光波長相同的光，光譜測量儀13與計算機14連接。

所述的相位調制器8為固定相位板，或為透射式液晶相位調制器，或為反射式液晶相位調制器。

本發明的優點：將量子點2作為熱探針，基于其光熱特性，用光譜測量方法得到其環境溫度，同時使用空間光調制方法實現量子點2的空間定位，一次成像即可對多個量子點2進行定位，極大地提高了定位速度。本發明將量子點2的定位和溫度測量結合，實現了納米級三維溫度場測量。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。