[發(fā)明專利]一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿及其測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011338760.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112577931A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬慶;匡翠方;羅向東;余洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇度微光學(xué)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，包括連接桿(3)、轉(zhuǎn)接腔(2)、相機(jī)(4)、照明光源(5)和光學(xué)模塊(1)；

所述的連接桿(3)為中空結(jié)構(gòu)，連接桿一端連接三維位移臺(tái)(301)，所述的三維位移臺(tái)(301)中位于連接桿內(nèi)部的側(cè)面上固定有樣品臺(tái)(302)，連接桿(3)另一端通過(guò)轉(zhuǎn)接腔(2)與光學(xué)模塊(1)連接；所述連接桿(3)的內(nèi)部還安裝有顯微物鏡(303)，顯微物鏡的物方朝向樣品臺(tái)一側(cè)；

所述的光學(xué)模塊(1)包括盒體(101)、第二分束鏡(102)、第二反射鏡(103)、以及固定在盒體內(nèi)的第一準(zhǔn)直鏡(104)、第一反射鏡(105)、第一分束鏡(106)和第一透鏡(107)；所述的第一透鏡(107)的入射光軸與第一分束鏡(106)的激光光束入射光軸呈90度分布；所述的第二分束鏡(102)同軸安裝在顯微物鏡(303)的像方一側(cè)，第二分束鏡(102)的分束面與連接桿(3)中軸呈45度分布；所述的第二反射鏡(103)固定在連接桿(3)的內(nèi)側(cè)面上；

所述的第一準(zhǔn)直鏡(104)位于光學(xué)模塊(1)的激光光束入口處，激光光束經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(104)入射至光學(xué)模塊(1)內(nèi)，經(jīng)第一反射鏡(105)反射后沿連接桿中軸方向傳輸，依次穿過(guò)第一分束鏡(106)、第二分束鏡(102)后垂直入射至顯微物鏡(303)，最終經(jīng)顯微物鏡聚焦入射到樣品上激發(fā)樣品發(fā)光；由照明光源(5)發(fā)出的照明光束進(jìn)入連接桿后沿內(nèi)側(cè)面?zhèn)鬏敚来谓?jīng)第二反射鏡(103)、第二分束鏡(102)反射后垂直入射至顯微物鏡(303)，最終經(jīng)顯微物鏡聚焦入射到樣品上；由樣品發(fā)出的光信號(hào)被顯微物鏡收集，同時(shí)攜帶了顯微成像信息和光譜信息，依次經(jīng)過(guò)顯微物鏡(303)、第二分束鏡(102)和第一分束鏡(106)后一分為二，其中一束光垂直穿過(guò)第一分束鏡(106)后從光學(xué)模塊(1)出射，另一束光經(jīng)第一透鏡(107)成像后在相機(jī)(4)中顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，所述第二反射鏡的照明光束入射光軸與連接桿的中軸平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)接腔(2)上開(kāi)設(shè)有照明光源接入口和電學(xué)接口，照明光源(5)發(fā)出的照明光束通過(guò)照明光源接入口引入到連接桿內(nèi)部；三維位移臺(tái)的控制線穿過(guò)電學(xué)接口與三維位移臺(tái)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，所述的連接桿通過(guò)法蘭接口與轉(zhuǎn)接腔相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)接腔與光學(xué)模塊的連接處設(shè)有帶透明窗口的連接板，所述的連接板和轉(zhuǎn)接腔密封連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿，其特征在于，所述的顯微物鏡通過(guò)可調(diào)節(jié)固定件安裝在連接桿的內(nèi)部，所述的可調(diào)節(jié)固定件能夠沿著連接桿的中軸方向移動(dòng)。

7.一種基于權(quán)利要求1所述的適用于低溫強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的顯微光譜成像測(cè)試樣品桿的測(cè)試方法，其特征在于，包括：

將樣品桿伸入到低溫強(qiáng)磁場(chǎng)的測(cè)試腔內(nèi)，通過(guò)法蘭接口(201)與測(cè)試腔密封，將測(cè)試腔內(nèi)部抽真空；

從照明光源(5)發(fā)出的照明光束進(jìn)入連接桿后沿內(nèi)側(cè)面?zhèn)鬏敚来谓?jīng)第二反射鏡(103)、第二分束鏡(102)反射后垂直入射至顯微物鏡(303)，最終經(jīng)顯微物鏡聚焦入射到樣品上，對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行照明；被照亮的樣品表面經(jīng)過(guò)顯微物鏡進(jìn)行顯微成像，隨后顯微成像信號(hào)穿過(guò)第二分束鏡(102)后被第一分束鏡(106)反射，經(jīng)第一透鏡(107)成像后在相機(jī)(4)的成像芯片上顯示圖像，實(shí)時(shí)觀察樣品狀態(tài)，并根據(jù)觀察到的樣品狀態(tài)控制三維位移臺(tái)(301)調(diào)整樣品的位置，實(shí)現(xiàn)樣品的聚焦與移動(dòng)；

從激光器發(fā)射的激光光束經(jīng)多模光纖(6)傳輸至光學(xué)模塊(1)的激光光束入口處，經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(104)準(zhǔn)直后進(jìn)入光學(xué)模塊(1)；然后依次經(jīng)第一反射鏡(105)、第一分束鏡(106)和第二分束鏡(102)后垂直入射至顯微物鏡(303)，最終經(jīng)顯微物鏡聚焦入射到樣品上激發(fā)樣品發(fā)光，產(chǎn)生熒光和拉曼光信號(hào)；

熒光和拉曼光信號(hào)被顯微物鏡(303)收集后原路返回，經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(104)準(zhǔn)直后耦合至多模光纖(6)并回傳至另一端出射，經(jīng)過(guò)整形濾波處理后進(jìn)入到光譜儀中進(jìn)行分析。