专利汇可以提供光热差分显微成像装置及单个粒子成像方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种光热差分显微成像装置及单个粒子成像方法。所述装置包括用于光学成像的照明系统,用于提取金属颗粒周围热吸收信息的 泵 浦‑探测双光束微弱 信号 探测系统,以及对样品作二维扫描的平面扫描系统,其中,光学成像照明系统用来寻找样品标记物所在的 位置 ,泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统利用探测光束将样品周围的热 辐射 微弱信号提取出来,平面扫描系统实现对样品的二维扫描,通过计算机处理将提取的微弱热信号作二维强度分布图,实现对单个粒子的光热差分显微成像。,下面是光热差分显微成像装置及单个粒子成像方法专利的具体信息内容。
1.一种光热差分显微成像装置,包括用于光学成像的照明系统,用于提取金属颗粒周围热吸收信息的泵浦-探测双光束微弱信号探测系统,以及对样品作二维扫描的平面扫描系统,其中:所述照明系统包括第二激光器(10)、双色镜(8)、油浸物镜(16)、空气物镜(18)、凸透镜(22)和CMOS传感器(23),第二激光器(10)发出的激光经衰减、扩束后进入双色镜(8),再进入油浸物镜(16),油浸物镜(16)将激光聚焦到样品上,透射光通过空气物镜(18)收集起来,经凸透镜(22)聚焦后在CMOS传感器(23)上成像;所述泵浦-探测双光束微弱信号探测系统包括第一激光器(1)、第二激光器(10)、声光调制器(3)、信号发生器(30)、双色镜(8)、油浸物镜(16)、空气物镜(18)、半透半反镜(20)、高速光电探测器(27)和锁相放大器(29),第一激光器(1)发出加热激光光束,经衰减后进入声光调制器(3),声光调制器(3)在信号发生器(30)所给的调制频率下对激光光强进行调制,调制后的激光经扩束后进入双色镜(8),再进入油浸物镜(16),油浸物镜(16)将激光聚焦到样品上,样品受到该激光加热后向周围介质热辐射;而第二激光器(10)发出探测激光光束,其进入油浸物镜(16)的光路与所述照明系统光路一致,区别在于探测激光光束被油浸物镜(16)聚焦到样品上后将出现频移,频移后的激光通过空气物镜(18)收集,在半透半反镜(20)的分束作用下,一束激光用于CMOS成像,另外一束激光聚焦到高速光电探测器(27)上,高速光电探测器(27)收集光强信号传递给锁相放大器(29),提取出振荡频率与声光调制器(3)调谐频率匹配的强度信号;所述平面扫描系统包括位于油浸物镜(16)和空气物镜(17)之间的超精细三维平移台(17),以及对超精细三维平移台(17)进行控制的计算机控制器,样品放置在超精细三维平移台(17)上。
2.如权利要求1所述的光热差分显微成像装置,其特征在于,所述照明系统还包括可调圆形衰减片(11)、激光扩束器(14)、半透半反镜(20)、带通滤波片(21)和若干反射镜,第二激光器(10)发出的激光通过可调圆形衰减片(11)衰减后,经反射镜(12和13)进入激光扩束器(14),扩束后的激光依次经反射镜(15)、双色镜(8)和凸透镜(9)后进入油浸物镜(16),油浸物镜(16)将激光聚焦到样品上,透射光通过空气物镜(18)收集起来,然后经反射镜(19)、半透半反镜(20)进入带通滤波片(21),最后由凸透镜(22)聚焦后在CMOS传感器(23)上成像。
3.如权利要求2所述的光热差分显微成像装置,其特征在于,所述泵浦-探测双光束微弱信号探测系统的第一激光器(1)发出的激光经过可调圆形衰减片(2)衰减后进入声光调制器(3),声光调制器(3)在信号发生器(30)所给的调制频率下实现对激光光强的调制,调制后的激光经过光阑(4)和反射镜(5、6)后进入激光扩束器(7),扩束后的激光经过双色镜(8)和凸透镜(9)进入油浸物镜(16),油浸物镜(16)将激光聚焦到样品上。
4.如权利要求2所述的光热差分显微成像装置,其特征在于,所述泵浦-探测双光束微弱信号探测系统的第二激光器10发出的探测激光光束的光路与照明系统的光路在半透半反镜(20)分束之前是一致的,探测激光光束被油浸物镜(16)聚焦到样品后出现频移,频移后的激光通过空气物镜(18)收集,然后经反射镜(19)后被半透半反镜(20)分为两束:一束激光经带通滤波片(21)后由凸透镜(22)聚焦于CMOS传感器(23)上,另一束激光经反射镜(24)和带通滤波片(25)后,由凸透镜(26)聚焦到高速光电探测器(27)上。
5.如权利要求2~4任一所述的光热差分显微成像装置,其特征在于,所述第一激光器(1)是532nm激光器,所述第二激光器(10)是633nm激光器,所述带通滤波片(21、25)是633nm带通滤波片。
6.一种对单个粒子实现光热差分显微成像的方法,利用权利要求1~5任一所述的光热差分显微成像装置,将样品放置在超精细三维平移台(17)上,第一激光器(1)发出加热激光光束,经声光调制器(3)调谐后对样品中的粒子进行加热,热传递导致粒子周围温度升高,周围介质折射率随温度发生变化;同时,第二激光器(20)发出的探测激光光束汇聚于同一位置,被介质散射,使探测激光光束出现差频信号;高速光电探测器(27)收集光强信号传递给锁相放大器(29),由锁相放大器(29)提取出振荡频率与声光调制器(3)调谐频率匹配的强度信号;保持两束激光聚焦在同一位置,通过设置超精细三维平移台(17)步进与锁相放大器(29)读取数据的时序,并设置平移台步进大小和扫描范围,进行一定步进的二维扫描,即可获得二维的热量分布图,实现对单个粒子的光热差分显微成像。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述粒子为纳米颗粒。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,在进行样品准备时,将所测纳米颗粒旋涂在盖玻片上,保证颗粒之间的间隔大于1微米;同时选用折射率随热改变大的介质,使其充分浸润在纳米颗粒的表面,并且利用隔片和盖玻片使样品密封起来。
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