[发明专利]一种等离子体纳米棒的方向获取系统、方法及装置

说明书

本申请提供一种等离子体纳米棒的方向获取系统、方法及装置，该系统包括：照明光源、第一偏振片、第二偏振片、暗场显微镜以及处理装置，照明光源和暗场显微镜的物镜相对设置，且承载有纳米棒的暗场显微镜的载物台设置在照明光源和物镜之间，第一偏振片设置在照明光源和载物台之间，第二偏振片设置在载物台和物镜之间，第一偏振片的偏振方向与第二偏振片的偏振方向垂直；处理装置用于获取暗场显微镜采集的纳米棒在不同水平角度下的多张暗场图像，并基于多张暗场图像确定每一纳米棒的方向。本申请利用暗场显微镜对在偏振照明下的不同水平角度的纳米棒进行成像，能够准确估计每一纳米棒的方向，对复杂纳米棒样品的分析具有重要意义。

技术领域

本申请涉及光谱分析领域，具体而言，涉及一种等离子体纳米棒的方向获取系统、方法及装置。

背景技术

等离子体是物质存在的与固态、液态和气态并列的一种状态，其正、负带电粒子数目相等。等离子体纳米棒(例如金纳米棒)具有优异的各向异性光学和化学性质，它除了具有非闪烁、非漂白吸收和散射特性外，还可提供有关探针方向及其环境的各向异性信息，被广泛用作生物和生物医学成像探针。

暗场显微(DFM)技术是根据光的物理特性，利用斜射照明法阻挡透过样品细节的直射光，以反射光和衍射光来观察样品。由于等离子体纳米棒具有很强的局域表面等离子体共振(LSPR)吸收和散射等光学特性，与电磁辐射的相互作用很强，通过DFM技术可以获得散射光成像。但成像获得的暗场图像中仅可观察到一个个由散射光形成的光斑，目前，基于散射的DFM成像技术无法提供纳米棒的取向信息。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种等离子体纳米棒的方向获取系统、方法及装置，能够准确估计每一纳米棒的方向，从而解决上述技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种等离子体纳米棒的方向获取系统，包括：照明光源、第一偏振片、第二偏振片、暗场显微镜以及处理装置，所述照明光源和所述暗场显微镜的物镜相对设置，且承载有纳米棒的暗场显微镜的载物台设置在所述照明光源和所述物镜之间，所述第一偏振片设置在所述照明光源和所述载物台之间，所述第二偏振片设置在所述载物台和所述物镜之间，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直；所述照明光源用于提供初始照明光束；所述处理装置用于获取所述暗场显微镜采集的所述纳米棒在不同水平角度下的多张暗场图像，并基于所述多张暗场图像确定每一纳米棒的方向。

上述方案利用暗场显微镜对在偏振照明下的不同水平角度的纳米棒进行成像，从而能够准确估计每一纳米棒的方向，对复杂纳米棒样品的分析具有重要意义。

可选的，所述纳米棒承载于玻片上，且所述玻片承载于暗场显微镜的载物台上；所述载物台使所述玻片按照预设角度增量旋转。

可选的，所述系统还包括：调节装置，所述第一偏振片和所述第二偏振片固定于所述调节装置上；所述调节装置用于控制所述第一偏振片和所述第二偏振片按照预设角度增量同步旋转。

纳米棒的水平角度是指纳米棒与参考轴之间形成的角度，参考轴是玻片平面上构建的与第一偏振片在水平面上的偏振方向平行的水平轴。在上述两种方案中，可以通过同步旋转第一偏振片和第二偏振片，从而使得第一偏振片在水平面上的偏振方向发生改变，进而改变纳米棒的水平角度，也可以是通过载物台旋转玻片，从而使得纳米棒自身发生角度的旋转，进而改变其水平角度。

可选的，所述处理装置具体用于：获取暗场显微镜采集的纳米棒在不同水平角度下的多张暗场图像，所述暗场图像中包括多个由对应的纳米棒所形成的光斑区域；根据所述多张暗场图像中同一位置的光斑区域的光强度值，以及所述光强度值与纳米棒的水平角度的映射关系，确定暗场图像中每一纳米棒的方向。

可选的，所述处理装置具体用于：从预先建立的函数中确定所述光强度值所对应的水平角度，所述水平角度作为对应纳米棒的方向；其中，所述函数表示光强度值随纳米棒的水平角度的变化，且所述函数为余弦函数。