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原文传递一种基于旋转照明的表面波成像装置

专利名称：	一种基于旋转照明的表面波成像装置
摘要：	本实用新型公开了一种基于旋转照明的表面波成像装置，包括：油浸显微物镜、分束镜、成像管镜、像面探测器、物镜后焦面扫描振镜系统、偏振调制器件、偏振分离器件和表面波成像基底；将激光聚焦在显微系统的油浸显微物镜后焦面，使激光形成大角度平行光束宽场照明于银纳米薄膜和特殊设计的多层介质纳米薄膜基片，激发表面波与表面样品相互作用。正交的偏振分离器件，有效地将激发光滤除，从而显微系统只收集信号光。振镜扫描系统使激光聚焦点在物镜后焦面高速扫描，消除了表面波作用于样品后在成像时带来的拖尾。该装置首次利用旋转照明提高了表面波显微成像的信噪比和分辨率，并首次利用介质多层膜光子带隙结构进行表面波显微成像。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学技术大学
发明人：	蒯雁;张斗国
专利状态：	有效
申请日期：	2018-09-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201821516670.9
公开号：	CN209542448U
代理机构：	北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：	杨学明;顾炜
分类号：	G01N21/552(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号
主权项：	1.一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：该装置包括：油浸显微物镜(1)、分束镜(2)、成像管镜(3)、像面探测器(4)、物镜后焦面扫描振镜系统(5)、偏振调制器件(6)、偏振分离器件(7)和表面波成像基底(8)；其中，所述的偏振调制器件(6)，用于将一束准直后的激光调制成任意方向的线偏光，并保持线偏激光束的功率恒定；经过物镜后焦面扫描振镜系统(5)和分束镜(2)后聚焦在油浸显微物镜(1)的后焦面上，经过油浸显微物镜(1)后形成一束具有特定入射角平行光照明样品，其具有足够大的波矢可以有效地激发表面波成像基底(8)中存在的表面波；表面波在传播中经过样品时，会激发出散射信号光和表面拖尾，通过物镜后焦面扫描振镜系统(5)聚焦在后焦面并使聚焦点沿着一环为轨迹进行高速扫描，就可以消弭拖尾；散射光再次由油浸显微物镜(1)收集，透过分束镜(2)后，被成像管镜(3)成像于像面探测器(4)上，偏振分离器件(7)被置于成像管镜(3)前端，通过设置与偏振调制器件(6)正交的偏振，可以有效地将激发光滤除，从而可以获得高分辨率和对比度的表面波显微成像。 2.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于，表面波能够被经由油浸显微物镜(1)出射的大角度光束所具备的波矢有效激发。 3.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：油浸显微物镜(1)被用于激发的同时也用于收集金属或介质多层薄膜的表面波成像基底所向下泄露的信号光。 4.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的偏振调制器件(6)由一个宽带线偏振片(13)和宽带半波片(12)组成，可以有效地调制不同波长的激发光的偏振方向，并保持强度不变。 5.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的偏振分离器件(7)被安装在显微系统的收集光路中，偏振方向与偏振调制器件(6)所调制的方向正交，从而只收集信号光，有效提高了信噪比和对比度。 6.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的物镜后焦面扫描振镜系统(5)通过控制两个扫描振镜的偏转来实现激光方向偏转，经过聚光镜(11)精确地聚焦在油浸显微物镜(1)的后焦面上。 7.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的物镜后焦面扫描振镜系统(5)通过控制振镜的偏转使得激发光在物镜后焦面上的聚焦点，沿一圆为轨迹高速旋转，从而消弭单一激发方向带来的像面拖尾。 8.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的物镜后焦面扫描振镜系统(5)具有极高的扫描频率，最小周期小于10ms，远小于像面探测器(4)的曝光时间，从而获得稳定的成像质量。 9.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的物镜后焦面扫描振镜系统(5)具有精细的角度分辨能力，小于0.1°，从而可以满足表面波耦合所需的精确入射角度。 10.根据权利要求1所述的一种基于旋转照明的表面波成像装置，其特征在于：所述的表面波成像基底(8)包括金属纳米薄膜和多层介质纳米薄膜两种；金属薄膜的成像基底使用金和银作为材料，加工出的纳米级厚度的薄膜支持表面等离激元模式，不同的厚度对应不同的入射角度；多层介质纳米薄膜的成像基底，通过加工高低折射率交替的多层纳米薄膜，支持表面布洛赫波模式，通过改变各层的折射率和厚度，可以设计出支持不同波长、两类布洛赫波模式TE/TM的多层介质纳米薄膜作为成像基底。
所属类别：	实用新型