掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及顯微成像領(lǐng)域，具體涉及一種掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]顯微成像技術(shù)由來(lái)已久，其最常應(yīng)用于觀測(cè)肉眼所無(wú)法觀察的樣品，應(yīng)用領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)、物理、冶金、測(cè)量等領(lǐng)域，在很多領(lǐng)域的發(fā)展中擁有著獨(dú)一無(wú)二的地位。同時(shí)，顯微成像技術(shù)也在不斷的發(fā)展完善中，從最開(kāi)始的場(chǎng)式顯微鏡，到之后的共焦顯微鏡，其在放大倍數(shù)、抗噪音等方面都有了重大突破。但是，無(wú)論是傳統(tǒng)的場(chǎng)式顯微鏡，還是共焦顯微鏡，均是利用樣品散射光的光強(qiáng)對(duì)樣品進(jìn)行成像，傳統(tǒng)顯微成像只能得到樣品的結(jié)構(gòu)圖像。即使熒光成像也只是得到樣品某一波段熒光光強(qiáng)的顯微圖像，不能得到樣品的完整光譜特征信息。而且，傳統(tǒng)顯微成像系統(tǒng)不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種成像功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)傳統(tǒng)顯微系統(tǒng)的不足，為了獲得樣品更多的特征信息，本實(shí)用新型提出了一種將光譜成像技術(shù)與顯微技術(shù)相結(jié)合的掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)，通過(guò)記錄在樣品中激發(fā)的熒光(拉曼光)光譜或散射光光譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的熒光(拉曼光)顯微、熒光(拉曼光)光譜顯微或散射光顯微及其散射光顯微光譜成像。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型提供一種掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)，包括有計(jì)算機(jī)、三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)、準(zhǔn)直的脈沖激光光源、光電探測(cè)器、準(zhǔn)直的連續(xù)譜光源、熱鏡-分束鏡切換裝置、光掃描裝置、物鏡、光譜儀、分束鏡、機(jī)械光開(kāi)關(guān)、反射鏡、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0006]計(jì)算機(jī)同時(shí)連接三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)、脈沖激光光源、光電探測(cè)器、光掃描裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接光譜儀的相機(jī)。脈沖激光光源發(fā)出的脈沖激光經(jīng)過(guò)分束鏡后分為兩束，一束被光電探測(cè)器接收并將電信號(hào)傳給計(jì)算機(jī);另一束被分束鏡再次分為兩束，一束經(jīng)過(guò)機(jī)械光開(kāi)關(guān)、熱鏡-分束鏡切換裝置、光掃描裝置、物鏡到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)上的樣品；另一束經(jīng)過(guò)機(jī)械光開(kāi)關(guān)、反射鏡、物鏡到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)上的樣品。連續(xù)譜光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)反射鏡反射，由經(jīng)分束鏡分為兩束，一束經(jīng)過(guò)機(jī)械光開(kāi)關(guān)、熱鏡-分束鏡切換裝置、光掃描裝置、物鏡到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)上的樣品。另一束經(jīng)過(guò)機(jī)械光開(kāi)關(guān)、反射鏡、物鏡到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)上的樣品。
[0007]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:
[0008]本實(shí)用新型在開(kāi)啟脈沖激光光源時(shí)，通過(guò)光電探測(cè)器給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供觸發(fā)信號(hào)，打開(kāi)兩個(gè)機(jī)械光開(kāi)關(guān)中的一個(gè)，通過(guò)光掃描裝置或三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)掃描，可以獲得樣品背向或前向的熒光(拉曼光)顯微和熒光(拉曼光)顯微光譜圖像。
[0009]本實(shí)用新型在開(kāi)啟連續(xù)譜光源時(shí)，通過(guò)打開(kāi)兩個(gè)機(jī)械光開(kāi)關(guān)中的一個(gè)，通過(guò)光掃描裝置或三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)掃描，可以獲得樣品背向或前向的散射光顯微和散射光顯微的光譜圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是采集背向熒光(拉曼光)時(shí)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是采集前向熒光(拉曼光)時(shí)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4是采集背向散射光時(shí)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖5是采集前向散射光時(shí)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]【附圖符號(hào)說(shuō)明】1.計(jì)算機(jī);2.三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)；3.脈沖激光光源;4.光電探測(cè)器;5.光譜儀;6.第一分束鏡;7.第二分束鏡;8.熱鏡-分束鏡切換裝置;9.光掃描裝置；
10.第一物鏡;11.第一機(jī)械光開(kāi)關(guān);12.第一反射鏡;13.第二反射鏡;14.第二物鏡;15.連續(xù)譜光源;16.第三反射鏡;17.第二機(jī)械光開(kāi)關(guān);18.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)1、三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2、脈沖激光光源3、光電探測(cè)器4、光譜儀5、第一分束鏡6，第二分束鏡7、熱鏡-分束鏡切換裝置8、光掃描裝置9、第一物鏡10、第二物鏡14、第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11、第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17、第一反射鏡12、第二反射鏡13、第三反射鏡16、連續(xù)譜光源15、數(shù)據(jù)米集系統(tǒng)18。
[0018]如圖1所示，計(jì)算機(jī)I同時(shí)連接三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2、脈沖光激光光源3、光電探測(cè)器4、光掃描裝置9和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18連接光譜儀5的相機(jī)。脈沖激光光源3發(fā)出的脈沖激光經(jīng)過(guò)第一分束鏡6后分為兩束，一束被光電探測(cè)器4接收并將電信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)I;另一束被分第二分束鏡7再次分為兩束，一束經(jīng)過(guò)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17、熱鏡-分束鏡切換裝置8、光掃描裝置9、第一物鏡10到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2上的樣品；另一束經(jīng)過(guò)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11、第一反射鏡12、第二反射鏡13、第二物鏡14到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2上的樣品。連續(xù)譜光源15發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第三反射鏡16反射，經(jīng)由分第二分束鏡7分為兩束，一束經(jīng)過(guò)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17、熱鏡-分束鏡切換裝置8、光掃描裝置9、第一物鏡10到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2上的樣品。另一束經(jīng)過(guò)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11、第一反射鏡12、第二反射鏡13、第二物鏡14到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2上的樣品。
[0019]本實(shí)用新型的掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)兩種功能，每種功能分別有兩種工作模式。
[0020]1、熒光(拉曼光)顯微、熒光(拉曼光)顯微光譜成像功能
[0021]在圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，打開(kāi)脈沖激光光源3，打開(kāi)光電探測(cè)器4，關(guān)閉第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11，打開(kāi)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17，將熱鏡-分束鏡切換裝置8設(shè)置在熱鏡位置。通過(guò)光掃描裝置掃描或電動(dòng)精密平移載物臺(tái)掃描實(shí)現(xiàn)熒光(拉曼光)顯微、熒光(拉曼光)顯微光譜成像功能，系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖2所示，此時(shí)，系統(tǒng)工作在背向采集熒光(拉曼光)的熒光(拉曼光)顯微、熒光(拉曼光)顯微光譜成像模式。
[0022]在圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，打開(kāi)脈沖激光光源3，打開(kāi)光電探測(cè)器4，打開(kāi)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11，關(guān)閉機(jī)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17，將熱鏡-分束鏡切換裝置8設(shè)置在熱鏡位置。通過(guò)電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2掃描實(shí)現(xiàn)熒光(拉曼光)顯微、熒光(拉曼光)顯微光譜成像功能，系統(tǒng)簡(jiǎn)化如圖3所示，此時(shí)，系統(tǒng)工作在前向采集焚光(拉曼光)的焚光(拉曼光)顯微、焚光(拉曼光)顯微光譜成像模式。
[0023]2、散射光顯微成像、散射光顯微光譜成像功能
[0024]在圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，打開(kāi)連續(xù)譜光源15，關(guān)閉第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11，打開(kāi)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17，將熱鏡-分束鏡切換裝置8設(shè)置在分束鏡位置。通過(guò)光掃描裝置掃描或電動(dòng)精密平移載物臺(tái)掃描實(shí)現(xiàn)散射光顯微成像、散射光顯微光譜成像功能，系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖3所示，此時(shí)，系統(tǒng)工作在背向采集散射光的散射光顯微、散射光顯微光譜成像模式。
[0025]在圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，打開(kāi)連續(xù)譜光源15，打開(kāi)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)11，關(guān)閉第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)17，將熱鏡-分束鏡切換裝置8設(shè)置在分束鏡位置。通過(guò)電動(dòng)精密平移載物臺(tái)2掃描實(shí)現(xiàn)散射光顯微、散射光顯微光譜成像功能，系統(tǒng)簡(jiǎn)化如圖4所示，此時(shí)，系統(tǒng)工作在前向采集散射光的散射光顯微、散射光顯微光譜成像模式。
[0026]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)，其特征在于:包含計(jì)算機(jī)(I)、三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)、脈沖激光光源(3)、光電探測(cè)器(4)、連續(xù)譜光源(15)、熱鏡-分束鏡切換裝置(8)、光掃描裝置(9)、第一物鏡(10)、第二物鏡(14)、光譜儀(5)、第一分束鏡(6)、第二分束鏡(7)、第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)(11)、第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)(17)、第一反射鏡(12)、第二反射鏡(13)、第三反射鏡(16)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(18);計(jì)算機(jī)(I)同時(shí)連接三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)、脈沖激光光源(3)、光電探測(cè)器(4)、光掃描裝置(9)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(18)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(18)連接光譜儀(5)的相機(jī)，脈沖激光光源(3)發(fā)出的脈沖激光經(jīng)過(guò)第一分束鏡(6)后分為兩束，一束被光電探測(cè)器(4)接收并將電信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)(I)，另一束被第二分束鏡(7)再次分為兩束，一束經(jīng)過(guò)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)(17)、熱鏡-分束鏡切換裝置(8)、光掃描裝置(9)、第一物鏡(10)到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)上的樣品；另一束經(jīng)過(guò)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)(11)、第一反射鏡(12)、第二反射鏡(13)、第二物鏡(14)到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)上的樣品；連續(xù)譜光源(I 5)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第三反射鏡(16)反射，經(jīng)由第二分束鏡(7)分為兩束，一束經(jīng)過(guò)第二機(jī)械光開(kāi)關(guān)(17)、熱鏡-分束鏡切換裝置(8)、光掃描裝置(9)、第一物鏡(10)到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)上的樣品，另一束經(jīng)過(guò)第一機(jī)械光開(kāi)關(guān)(11)、第一反射鏡(12)、第二反射鏡(13)、第二物鏡(14)到達(dá)三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)(2)上的樣品。
【專利摘要】一種掃描式多功能顯微光譜成像系統(tǒng)，包括脈沖激光光源或連續(xù)譜光源，計(jì)算機(jī)，三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)，光電探測(cè)器，熱鏡-分束鏡切換裝置，光掃描裝置，物鏡，光譜儀，分束鏡，機(jī)械光開(kāi)關(guān)，反射鏡，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本實(shí)用新型的顯微光譜成像系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光掃描裝置或三維電動(dòng)精密平移載物臺(tái)逐點(diǎn)掃描，光譜儀中相機(jī)同步采集樣品的背向或前向熒光(拉曼光)、散射光的光譜信息，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠記錄光譜儀在每個(gè)掃描點(diǎn)的光譜信息，在完成樣品平面上一個(gè)待測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集后，由計(jì)算機(jī)生成樣品的熒光(拉曼光)顯微或散射光的顯微圖像，并同時(shí)生成樣品的不同光譜波段的顯微圖像及三維顯微光譜圖像。
【IPC分類】G01J3/44
【公開(kāi)號(hào)】CN205228640
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520999237
【發(fā)明人】張向陽(yáng), 王向朝, 步揚(yáng), 劉練珍, 張蕾
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日