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原文传递一种基于激发配准的塔姆耦合出射角测算方法与装置

专利名称：	一种基于激发配准的塔姆耦合出射角测算方法与装置
摘要：	本发明公开了一种基于激发配准的塔姆耦合出射角测算方法与装置，包括：塔姆结构，油浸物镜，白光光源，聚束凸透镜，分束镜，准直凸透镜，短波窄带滤波片，二向色镜，成像透镜，长波窄带滤波片，荧光CCD图像传感器，白光CCD图像传感器。塔姆结构放置于油浸物镜上部，被会聚准直且滤波的白光光源所激发，然后激发光被二向色镜反射回分束镜，最后被白光CCD图像传感器收集。同时，塔姆结构所出射荧光被油浸物镜收集后透过二向色镜和长波窄带滤波片，由成像透镜成像于荧光CCD图像传感器。利用两个CCD图像传感器中所采集不同波长光的表面波模式来选取有效的特征点，实现图像的配准，完成高信噪比下的荧光出射角度的测算。本发明结构简单，实用性强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京理工大学
发明人：	陈漪恺;朱时军;周芊江;沈中华
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811571732.0
公开号：	CN109724955A
代理机构：	南京理工大学专利中心
代理人：	张祥
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210094 江苏省南京市孝陵卫200号
主权项：	1.一种基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述装置包括塔姆结构(1)、油浸物镜(2)、白光光源(3)、聚束凸透镜(4)、分束镜(5)、准直凸透镜(6)、短波窄带滤波片(7)、二向色镜(8)、成像透镜(9)、长波窄带滤波片(10)、荧光CCD图像传感器(11)和白光CCD图像传感器(12)，所述塔姆结构(1)、油浸物镜(2)、二向色镜(8)，成像透镜(9)，长波窄带滤波片(10)和荧光CCD图像传感器(11)自上而下依次设置，所述白光光源(3)、聚束凸透镜(4)、分束镜(5)、准直凸透镜(6)、短波窄带滤波片(7)、二向色镜(8)水平方向依次设置，所述塔姆结构(1)能够被白光光源(3)激发，从而定向辐射荧光，所述荧光透过油浸物镜(2)、二向色镜(8)、成像透镜(9)和长波窄带滤波片(10)，收集于荧光CCD图像传感器(11)，白光光源(3)发出的白光被聚束凸透镜(4)收集，透过分束镜(5)后再被准直凸透镜(6)准直入射到短波窄带滤波片(7)，然后被二向色镜(8)反射到油浸物镜(2)中并聚焦到塔姆结构(1)上，从而激发塔姆结构(1)的荧光分子，而白光自身再被油浸物镜(2)收集且再次被二向色镜(8)反射回短波窄带滤波片(7)，最后利用准直凸透镜(6)和分束镜(5)反射至白光CCD图像传感器(12)。 2.根据权利要求1所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，短波窄带滤波片(7)和长波窄带滤波片(10)的带宽均是10nm。 3.根据权利要求2所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述二向色镜(8)能够透过通过长波窄带滤波片(10)的长波段光而将通过短波窄带滤波片(7)的短波段光反射。 4.根据权利要求3所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述准直凸透镜(6)不可移动，白光CCD图像传感器(12)能够微调，且准直凸透镜(6)和白光CCD图像传感器(12)的距离满足成像关系。 5.根据权利要求4所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述塔姆结构(1)含有可以被白光光源(3)发出的白光激发的荧光分子。 6.根据权利要求5所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述塔姆结构(1)的荧光分子在被激发后可以形成至少两种模式。 7.根据权利要求6所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置，其特征在于，所述荧光出射峰值波长为680nm。 8.一种根据权利要求1-7任一项所述的基于激发配准的塔姆耦合出射角测算装置的测算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：白光光源(3)出射发散的白光，被聚束凸透镜(4)收集，透过分束镜(5)后再被准直凸透镜(6)准直入射到短波窄带滤波片(7)，然后由二向色镜(8)将短波长入射白光反射到油浸物镜(2)中并聚焦到塔姆结构(1)上，从而激发塔姆结构(1)中的荧光分子，而反射的白光自身再被油浸物镜(2)收集且被二向色镜(8)反射回短波窄带滤波片(7)再次过滤，最后利用准直凸透镜(6)和分束镜(5)将反射的白光成像于白光CCD图像传感器(12)得到反射成像的白光图；步骤二：所述塔姆结构(1)在被步骤一中的白光激发后定向辐射荧光，所述荧光透过油浸物镜(2)、二向色镜(8)、成像透镜(9)和长波窄带滤波片(10)，被收集于荧光CCD图像传感器(11)，完成荧光出射角的记录且得到出射荧光图；步骤三：将出射荧光图和反射成像的白光图比对，利用塔姆结构在对应波段表面波耦合出射角近似的特性将包含表面等离模式的环带选为配准区，进而将荧光CCD图像传感器(11)和白光CCD图像传感器(12)各自收集的图配准，从而利用配准后的白光的视场边缘和出射荧光的半径来测算塔姆结构的耦合出射角。 9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，配准方法所选配准点位置都处在表面等离激元模式中。 10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，配准方法采取的是异波长配准。
所属类别：	发明专利