[发明专利]一种多功能显微成像光学系统

说明书

本发明公开了一种多功能显微成像光学系统，本方案系统主体以显微镜、光谱仪及激发光源模块作为三大组成，将其用于样品微纳区域成像和光谱采集工作，实现了暗场成像、明场成像、荧光成像、暗场散射光谱、荧光光谱、拉曼光谱及拉曼mapping等功能。该系统可通过光路切换和测试模块切换，无需转移样品即可实现对材料的不同模式和不同方法测试分析，获得材料的多种光谱信息；本方案涉及的多功能显微成像光学系统可避免由于样品在不同仪器间转移造成的测量误差，提高了测量结果的准确性。在生命科学，纳米技术及半导体技术等领域应用广泛市场广阔。

技术领域

本发明涉及光学系统、光谱测量技术和光学成像技术领域，尤其是涉及一种多功能显微成像光学系统。

背景技术

光与物质发生作用，物质会对光子产生吸收、透射、散射、反射。物质再吸收光子后还可能会发射光子。利用这些光学信息，人们逐步开拓发展并基于光学信息应用而获得了荧光光谱及成像、暗场散射光谱及成像、明场成像、拉曼光谱及拉曼mapping等光学检测方案。这些技术在科学研究，分析检测，医学医疗，考古鉴定等领域发挥着重要的作用；然而在实际应用和设计中，光谱成像技术和光谱采集分析技术相对独立。这也就导致了现在市面上应用广泛的显微镜和光谱仪功能相对单一，在实际操作过程中若需要对样品进行多种光谱信息采集分析以及成像图案分析时，就要在不同设备上进行测试，这样就会造成结果测量误差、测量样品浪费及测试效率低等现象。

虽然光谱成像和光谱采集两个技术相对独立，但在光路设计上都是基于显微镜设计，部分光路共用，存在联用的可能。基于此，本方案多功能显微成像光学系统搭载多种激发光源，并通过光路切换和激发模块的切换成功的在一套系统中实现暗场成像、明场成像、荧光成像、暗场散射光谱、荧光光谱、拉曼光谱及拉曼mapping等功能；在一套光学系统中实现更加全面的光谱和成像表征结果，拓宽了显微光谱和成像技术的应用领域。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种具备多功能检测模式且操作切换便利和检测效果佳的多功能显微成像光学系统。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种多功能显微成像光学系统，其包括：汞灯光源、卤素灯光源、多个激光器、光谱仪CCD、显微成像CCD、拉曼辅助相机、双光路转换模块、荧光激发模块、明场激发模块、暗场激发模块、拉曼激发模块、光路切换模块和样品台，所述样品台上放置有待测样品；

所述双光路转换模块具有输入端和输出端，其输入端与汞灯光源和卤素灯光源连接，且由双光路转换模块接收汞灯光源和卤素灯光源输出的光并进行切换输出汞灯光源或卤素灯光源输入的光，所述双光路转换模块的输出端所输出的光射向样品台上的待测样品；

所述多个激光器的工作波长均不相同，且用于提供不同波长的激光，所述多个激光器的输出端所输出的光射向样品台上的待测样品；

所述荧光激发模块、明场激发模块、暗场激发模块和拉曼激发模块设置在射向待测样品的光路上，且所述荧光激发模块、明场激发模块、暗场激发模块和拉曼激发模块均可切换进入光路或从光路中切出。

其中，射向待测样品的光在透射过荧光激发模块、明场激发模块、暗场激发模块或拉曼激发模块后，射入待测样品并返回，其在透射过荧光激发模块、明场激发模块、暗场激发模块或拉曼激发模块后，入射至所述光路切换模块；

另外，入射至光路切换模块的光，由光路切换模块进行引导，使其入射至光谱仪CCD或显微成像CCD或部分入射至拉曼辅助相机。