[發(fā)明專利]一種多模耦合原位顯微光譜成像系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910867527.7
• 申請日: 2019-09-13
• 公開（公告）號: CN110441235A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇新存;柯于雷;馬志偉;祖佰祎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務(wù)所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

本發(fā)明公開一種多模耦合原位顯微光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由倒置顯微鏡、激發(fā)光光源模塊、光路切換模塊、顯微成像及光譜測試模塊組成，涉及樣品同一微米級區(qū)域多項光譜及成像測量的功能，包括微區(qū)拉曼光譜、微區(qū)熒光光譜、熒光顯微成像、微區(qū)透射光譜、透射顯微成像、微區(qū)反射光譜、反射顯微成像。該系統(tǒng)具有無需移動樣品到多種檢測設(shè)備，便能實現(xiàn)對樣品同一微區(qū)進行多模式、多維度的原位檢測分析的特點，可原位表征獲得樣品微區(qū)信息，即可實時獲得樣品同一微區(qū)的拉曼光譜、熒光光譜及成像、透射光譜及成像、反射光譜及成像等多重信息。并消除由于樣品轉(zhuǎn)移而造成的測量誤差，極大提高了測試結(jié)果的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)分析檢測領(lǐng)域，具體涉及一種多模耦合原位顯微光譜成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

顯微光譜及成像技術(shù)，主要包括測量樣品微區(qū)的拉曼光譜、熒光光譜及成像、透射光譜及成像和反射光譜及成像等分析測試技術(shù)。物質(zhì)的拉曼光譜可反映物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)信息；熒光光譜及成像可反映物質(zhì)的能級信息；透射光譜及成像與反射光譜及成像可直觀并精確反映物質(zhì)的顏色及顏色變化。顯微光譜及成像技術(shù)不僅具有空間分辨能力,而且還具有光譜分辨能力，可獲知樣品微區(qū)的成分及結(jié)構(gòu)。該技術(shù)在工業(yè)、分析檢測、科學(xué)研究等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。

然而在實際應(yīng)用中，顯微光譜及成像技術(shù)中的各項光譜分析及測試技術(shù)相互獨立，需要移動樣品至不同儀器進行分析測試，造成不可避免的測量誤差?，F(xiàn)有的儀器設(shè)備系統(tǒng)無法滿足對樣品同一微區(qū)進行多項原位顯微光譜及成像測量的需求。若能夠在不轉(zhuǎn)移樣品的前提下，在一套測試系統(tǒng)上同時實現(xiàn)拉曼光譜、熒光光譜及成像、透射光譜及成像和反射光譜及成像的分析測試功能，將能夠更全面地原位表征樣品微區(qū)的成分及結(jié)構(gòu)，從而進一步拓展顯微光譜及成像技術(shù)的應(yīng)用，促進光學(xué)分析檢測領(lǐng)域的進一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種多模耦合原位顯微光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由倒置顯微鏡、激發(fā)光光源模塊、光路切換模塊、顯微成像及光譜測試模塊組成，具有無需移動樣品到多種檢測設(shè)備，便能實現(xiàn)對樣品同一微區(qū)進行多模式、多維度的原位檢測分析的特點，可原位表征獲得樣品微區(qū)信息，即可實時獲得樣品同一微區(qū)的拉曼光譜、熒光光譜及成像、透射光譜及成像、反射光譜及成像等多重信息。并消除由于樣品轉(zhuǎn)移而造成的測量誤差，極大提高了測試結(jié)果的可靠性。

本發(fā)明所述的一種多模耦合原位顯微光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由倒置顯微鏡、激發(fā)光光源模塊、光路切換模塊、顯微成像及光譜測試模塊組成，所述激發(fā)光光源模塊是由拉曼光源單元、熒光激發(fā)光源單元、反射照明光源單元三部分組成；其中，拉曼光源單元是由532nm高亮度半導(dǎo)體激光器(1)、第一透鏡(2)、第二透鏡(3)、第一可變光闌(4)、帶通濾波片(5)、雙色分光鏡(6)、長通濾波片(7)、第一光纖耦合器(8)、第一反射鏡(9)和第二反射鏡(10)組成；熒光激發(fā)光源單元是由第二可變光闌(15)、第三反射鏡(16)、第二可調(diào)式反射鏡(17)和氙燈光源(19)組成；反射照明光源單元是由第四反射鏡(18)和白光光源(20)組成；所述光路切換模塊是由光路切換器第一光路切換器(11)和第二光路切換器(24)組成，其中第一光路切換器(11)包括第三透鏡(12)、第一可調(diào)式反射鏡(13)和第四透鏡(14)；第二光路切換器(24)包括第五透鏡(25)、第三可調(diào)式反射鏡(26)和第六透鏡(27)；所述顯微成像及光譜測試模塊是由第一顯微成像用檢測器(23)、第二光纖耦合器(28)、光譜儀(29)、第二顯微成像用檢測器(30)和計算機(31)組成，其中第一顯微成像用檢測器(23)為CMOS面陣相機，第二顯微成像用檢測器(30)為CCD面陣相機；激發(fā)光光源模塊中的拉曼光源單元分別與光路切換模塊中的第一光路切換器(11)和第二光路切換器(24)連接，熒光激發(fā)光源單元和反射照明光源單元分別與第一光路切換器(11)連接；光路切換模塊中的第一光路切換器(11)和第二光路切換器(24)分別與倒置顯微鏡(22)連接，第二光路切換器(24)與顯微成像及光譜測試模塊中的第二光纖耦合器(28)連接；顯微成像及光譜測試模塊中的光譜儀(29)上設(shè)有第二顯微成像用檢測器(30)，計算機(31)分別與第一顯微成像用檢測器(23)和第二顯微成像用檢測器(30)串接。