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原文传递一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置

专利名称：	一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置
摘要：	本发明提供的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，包括激发光单元，用于产生径向偏振光束；表面等离激元激发单元，用于接收径向偏振光束并激发产生表面等离激元；扫描单元包括扫描探针，扫描探针与表面等离激元杂化形成表面等离激元场杂化单元；激发光单元和检测单元、扫描单元均与监控单元连接。通过径向偏振光激发产生表面等离激元并聚焦产生表面等离激元虚拟探针，通过扫描探针与表面等离激元单元之间形成的间隙结构与表面等离激元进行杂化产生表面等离激元场杂化单元，实现增强表面局域电场并获得待测样品的增强拉曼光谱信号，利用测量得到的拉曼光谱，进一步实现对样品的显微成像。
专利类型：	发明专利
申请人：	深圳大学
发明人：	张聿全;黎佳星;陈厚凯;闵长俊;袁小聪
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
申请号：	CN201911378038.1
公开号：	CN110967333A
代理机构：	北京三聚阳光知识产权代理有限公司
代理人：	徐律
分类号：	G01N21/65;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65
申请人地址：	518000 广东省深圳市南山区南海大道3688号
主权项：	1.一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，包括：激发光单元(10)，用于产生径向偏振光束并入射至表面等离激元激发单元(20)；表面等离激元激发单元(20)，用于接收所述径向偏振光束并激发产生表面等离激元；扫描单元(40)，包括扫描探针(401)，所述扫描探针(401)与所述表面等离激元进行杂化形成表面等离激元场杂化单元(30)；检测单元(50)，用于检测待测样品的拉曼光谱并扫描成像；监控单元(60)，对所述待测样品的拉曼光谱进行显示，并根据所述待测样品的特征光谱进行成像；所述激发光单元(10)和检测单元(50)均与所述监控单元(60)连接，所述扫描单元(40)依次与所述检测单元(50)及所述监控单元(60)连接。 2.根据权利要求1所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述表面等离激元激发单元(20)包括：物镜(202)；及金属膜，镀于所述物镜(202)上，所述径向偏振光束入射至所述金属膜上激发产生所述表面等离激元并聚焦产生表面等离激元虚拟探针，所述表面等离激元虚拟探针和所述扫描探针(401)杂化形成所述表面等离激元场杂化单元。 3.根据权利要求2所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述金属膜的厚度为40-50nm，所述物镜(202)的数值孔径大于1.45。 4.根据权利要求3所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述扫描探针(401)与所述金属膜之间形成有间隙且所述间隙小于10nm。 5.根据权利要求4所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述激发光单元(10)包括：激光元件(101)，用于产生预设波长的激光光束；及沿所述激光光束的光路输出方向上依次布置在所述激光元件(101)和所述物镜(202)之间的起偏元件(102)、准直元件(103)和涡旋波片(104)，所述激光光束经所述起偏元件(102)、准直元件(103)和涡旋波片(104)变成径向偏振光并入射至所述物镜(202)。 6.根据权利要求5所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述准直元件(103)为透镜组；所述径向偏振光经所述透镜组准直后输出平行光。 7.根据权利要求5所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述表面等离激元激发单元(20)还包括：分束元件(201)，设置在所述物镜(202)的光束入射端与所述涡旋波片(104)的光束出射端之间，用于将所述径向偏振光透射至所述物镜(202)并在所述金属膜上激发产生所述表面等离激元。 8.根据权利要求7所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述分束元件(201)为分束镜或二向色镜。 9.根据权利要求7所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述检测单元(50)包括：滤光元件(501)；光谱仪(502)；及 CCD图像传感器(503)；所述滤光元件(501)、光谱仪(502)和CCD图像传感器(503)与所述分束元件(201)采用水平直线光路连接，待测样品的拉曼散射光经所述物镜(202)耦合得到耦合光并反射至所述分束元件(201)，经所述滤光元件(501)透射后射入所述光谱仪(502)和所述CCD图像传感器(503)，由所述监控单元(60)对所述待测样品的拉曼光谱进行显示并根据特征光谱进行成像。 10.根据权利要求1至9任一项所述的一种针尖增强拉曼光谱显微成像装置，其特征在于，所述扫描探针(401)为镀有金属膜的探针。
所属类别：	发明专利