[發明專利]一種基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統

有效

• 申請號: 201710426125.4
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107238575B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 武鵬;宋偉;張崇磊;閔長俊;方暉;袁小聰
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 44354 深圳市博太聯眾專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 郭曉敏

1.一種基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述光聲顯微系統包括探測光、探測光光束整形單元、光束偏振及相位調制單元、傅立葉變換單元、激發光、激發光光束整形單元、激發共振耦合光聲信號單元和控制與信號采集單元；

所述探測光由波長λ＝633nm氦氖激光器(HE-NE激光器)發射出的功率10mw、光束直徑1mm的線偏振光；

所述探測光光束整形單元為入射的線偏振光經過衰減片，再經過擴束模塊將光束擴束；

所述光束偏振及相位調制單元為入射到起偏器和1/2λ波片，轉換成某一角度的線偏振光，經空間光調制器進行波前整形；

所述傅立葉變換單元為入射到傅立葉透鏡中,將空間光調制器上的“相位圖案”轉換為完美渦旋光，所述完美渦旋光為一種帶有螺旋角動量的渦旋光束；并傳遞至油浸物鏡的入瞳處，經聚焦實現單一角度的SPR激發；

所述激發光由波長λ＝532nm納秒脈沖激光器發射出的光聲激發光束，用于激發光聲信號；

所述激發光光束整形單元為光聲激發光束的擴束、整形與傳遞光路；

所述激發等離子體共振耦合光聲信號單元為經油浸物鏡聚焦，入射至金膜下方的待測生物樣品上，實現光聲信號的激發；

所述控制與信號采集單元為TM波和TE波經金膜反射，進入波長λ＝633nm的窄帶濾光片上，將波長λ＝532nm的光過濾掉，之后經過偏振分光鏡，分成TM波和TE波分別等光程的進入差分探測器中，經數據采集卡采集存儲，控制與信號采集器獲得光聲信號；并且對生物樣品進行二維掃描，加之聲信號本身具有深度信息，控制與信號采集器可實現三維成像。

2.如權利要求1所述的基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述油浸物鏡是一種緊聚焦型物鏡，其數值孔徑(NA)為1.4。

3.如權利要求1所述的基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述完美渦旋光為一種帶有螺旋角動量的渦旋光束，其與光軸垂直的二維平面形成的光斑呈較細的圓環狀分布，經過油浸物鏡聚焦以后，在金膜上的TM波以特定激發角度入射實現SPR激發。

4.如權利要求1所述的基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述SPR在純水中激發的單一角度為71.75°。

5.如權利要求1所述的基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述擴束模塊由兩個能夠改變激發光直徑和發散角的透鏡組合而成。

6.如權利要求1所述的基于完美渦旋光激發SPR的光聲顯微系統，其特征是：所述光聲顯微系統分為探測部分和激發部分，所述探測部分采用探測光為λ＝633nm線偏振光，經過衰減片、擴束模塊、偏振片、1/2λ波片、空間光調制器調制成POV，經過分束器進入NA＝1.4的油浸物鏡聚焦滿足波矢匹配條件從而激發金膜表面激發等離子體共振，TM波耦合進入金膜內形成表面波，TE波通過全反射反射到偏振分光鏡中，后用波長l＝633nm窄帶濾光片濾掉散射的波長λ＝532nm的激發光，經過偏振分光鏡將TE波和TM波分開，然后TE波和TM波分別通過反光鏡反射和透鏡折射保證等光程進入差分探測器進行強度的探測；所述激發部分采用一波長為532nm的納秒脈沖激光器發射激發光，激發光經擴束模塊準直擴束，由二向色鏡和油浸物鏡組成的組合透鏡聚焦于金膜下方的待測生物樣品上，受激產生的光聲信號由如上所述的探測部分進行檢測；所述完美渦旋光的產生還可采用錐鏡或數字微鏡(DMD)來實現。