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原文传递一种折射率显微测量系统

专利名称：	一种折射率显微测量系统
摘要：	本实用新型适用于光学领域，提供了一种折射率显微测量系统，包括探测光产生装置、扫描探测装置和信号采集与处理装置，其中，探测光产生装置用于提供具有紧聚焦特性的探测光，并将探测光入射至扫描探测装置，扫描探测装置将该探测光聚焦在在样品片上，用于对样品片进行扫描以产生实验光信号，并将实验光信号入射至信号采集与处理装置，该实验光信号中包含有样品片的折射率信息，信号采集与处理装置用于采集实验光信号，并对采集到的实验光信号进行包括光电转换、去噪和信息提取的处理后，得到样品片的折射率信息。本实用新型提供的折射率显微测量系统在进行折射率测量时，测量精度高。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	深圳大学
发明人：	万超;辛自强;张崇磊;宋伟;闵长俊;方晖;袁小聪
专利状态：	有效
申请日期：	2018-09-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201821461683.0
公开号：	CN209264563U
代理机构：	深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)
代理人：	袁文英
分类号：	G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号
主权项：	1.一种折射率显微测量系统，其特征在于，包括：探测光产生装置、扫描探测装置和信号采集与处理装置；所述探测光产生装置，用于提供具有紧聚焦特性的探测光，并将所述探测光入射至所述扫描探测装置；所述扫描探测装置将所述探测光聚焦在样品片上，用于对所述样品片进行扫描以产生实验光信号，并将所述实验光信号入射至所述信号采集与处理装置，所述实验光信号中包含有所述样品片的折射率信息；所述信号采集与处理装置，用于采集所述实验光信号，并对所述实验光信号进行包括光电转换、去噪和信息提取的处理后，得到所述样品片的折射率信息。 2.根据权利要求1所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述信号采集与处理装置包括光电探测器、锁相放大器和计算机控制系统；所述光电探测器，用于采集所述实验光信号，并将所述实验光信号转换为相应的电信号后输出给所述锁相放大器；所述锁相放大器，用于接收所述电信号，并对接收到的所述电信号进行去噪处理后输出给所述计算机控制系统；所述计算机控制系统，用于接收去噪后的电信号，并从所述去噪后的电信号中提取所述样品片的折射率信息。 3.根据权利要求1所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述探测光产生装置包括光路上依次设置的激光器、斩波器、空间光调制器、起偏器、凹透镜组、二分之一波片、涡旋波片和螺旋相位板；所述激光器，用于提供预设波长的连续激光；所述斩波器，用于将所述预设波长的连续激光调制成具有固定频率的激光信号；所述空间光调制器，用于将所述具有固定频率的激光信号调制成环形光束；所述起偏器，用于将所述环形光束调制成线偏振光；所述凹透镜组，用于对所述线偏振光进行扩束；所述二分之一波片，用于改变扩束后的线偏振光的偏振方向；所述涡旋波片，用于对改变偏振方向后的线偏振光进行相位调控，得到角向偏振光；所述螺旋相位板，用于增加所述角向偏振光的拓扑荷，得到拓扑荷值为+1的角向偏振光，以所述拓扑荷值为+1的角向偏振光作为探测光。 4.根据权利要求3所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述扫描探测装置包括高数值孔径物镜；所述高数值孔径物镜的数值孔径不小于1.49；所述高数值孔径物镜，用于接收所述探测光，并将接收到的所述探测光聚焦成点光源后扫描所述样品片；还用于收集扫描过程中，所述点光源照射在所述样品片上产生的实验光信号。 5.根据权利要求4所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述扫描探测装置还包括载物台；所述样品片放置于所述载物台上；所述载物台与计算机控制系统连接，用于控制所述载物台的移动，以实现所述点光源对所述样品片逐点扫描。 6.根据权利要求2所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述样品片包括石墨烯基底和附着在所述石墨烯基底上的待测样品；所述探测光在所述石墨烯基底和待测样品的表面发生反射，产生实验光信号，且基于石墨烯的偏振吸收特性，所述待测样品的折射率不同导致所述实验光信号中的S偏振光的强度发生改变。 7.根据权利要求6所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述计算机控制系统的数据采集卡用于采集和储存所述实验光信号中的S偏振光的光强信息；所述计算机控制系统中保存有S偏振光的光强信息与待测样品的折射率信息的对应关系。 8.根据权利要求4所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述探测光产生装置还包括第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜，用于对从所述空间光调制器中射出的环形光束进行反射，以使所述环形光束按照预置角度入射至所述起偏器；所述第二反射镜，用于对从所述螺旋相位板中射出的探测光进行反射，以使所述探测光按照预置角度入射至所述高数值孔径物镜。 9.根据权利要求4所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述折射率显微测量系统还包括光路调整装置和传感成像装置；所述光路调整装置包括第一分束镜和第二分束镜；所述探测光穿过所述第一分束镜后进入所述高数值孔径物镜；所述第一分束镜，还用于将从所述高数值孔径物镜中射出的实验光信号反射入所述第二分束镜；所述第二分束镜，用于将接收到的所述实验光信号分为透射光信号和反射光信号；所述透射光信号进入所述信号采集与处理装置中，所述反射光信号进入所述传感成像装置；或者，所述透射光信号进入所述传感成像装置中，所述反射光信号进入所述信号采集与处理装置；所述传感成像装置，用于根据所述透射光信号或反射光信号进行成像。 10.根据权利要求9所述的折射率显微测量系统，其特征在于，所述传感成像装置包括滤光片、凸透镜和电荷藕合器件CCD图像传感器；所述透射光信号或反射光信号依次经过所述滤光片对特定波长的光的滤除作用、所述凸透镜的聚焦作用后，投射在所述CCD图像传感器上，所述CCD图像传感器用于呈现待测样品的明场图像。
所属类别：	实用新型