[发明专利]一种可同时实现明场与暗场成像的共聚焦显微装置

说明书

本发明的一种可同时实现明场与暗场成像的共聚焦显微装置，包括：连续激光器、第一光电探测器、三维平移台、第二光电探测器；连续激光器的激光发射端一侧依次装设有扩束系统、分光平片、双腔三棱镜、挡光板；第一光电探测器的上端依次装设有第一共焦针孔、第一收集透镜。本发明装置通过双腔三棱镜，利用反射光与散射光在空间方向上的差异性，有效将样品的反射光与散射光在空间上进行分离，并分别进行明场成像与暗场成像，而且很好地保证了成像的原位性，且可以对待测样品同时进行明场与暗场高分辨显微成像，在传统共聚焦显微成像系统的基础上，利用常规的光电器件即可实现系统改进，方便快捷。

技术领域

本发明属于显微成像技术领域，具体涉及一种可同时实现明场与暗场成像的共聚焦显微装置。

背景技术

共聚焦显微成像技术作为一种高分辨率的光学探针，可对被测样品的三维形貌进行非接触测量，由于具有无损、层析等优势，被广泛应用于材料科学、物理化学以及生物医学等领域。共聚焦显微镜基于“点照明”、“点探测”的成像模式，通过在收集光路中采用空间滤波的方式，压缩三维点扩散函数，改善三维成像的空间分辨力。相比于传统的显微成像技术，共聚焦显微成像技术在横向分辨力与轴向分辨力上均提升1.4倍。

随着低维材料、纳米颗粒以及生物细胞等学科技术的快速发展，共聚焦显微镜也逐渐显现出其测量模式单一的局限性。由于传统的共聚焦显微镜仅利用样品的反射光或透射光进行扫描成像，因此只能获取被测样品的明场像，即只能探测到样品三维形貌的低频信息，而暗场成像能够更多地反应样品的边缘细节，采集到样品形貌的高频信息，进而补充明场像所无法获取的样本结构信息。因此，发展一种可以对样品同时进行明场成像与暗场成像的多模式共聚焦显微镜，能够有效弥补当前共聚焦显微镜在成像模式方面的不足，以满足材料界面分析、活体组织原位检测、亚细胞成像以及纳米结构材料制造等学科领域的迫切需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可同时实现明场与暗场成像的共聚焦显微装置，包括：连续激光器、第一光电探测器、三维平移台、第二光电探测器；

连续激光器的激光发射端一侧依次装设有扩束系统、分光平片、双腔三棱镜、挡光板；

第一光电探测器的上端依次装设有第一共焦针孔、第一收集透镜；

第二光电探测器的下端依次装设有第二共焦针孔、第二收集透镜；

三维平移台的上侧放置有待测样品，待测样品的正上方装设有测量物镜，其中，双腔三棱镜位于第二收集透镜与测量物镜之间；

双腔三棱镜的斜边面镀有高反膜，双腔三棱镜的直角边面镀有增透膜。

本发明的成像过程中无需对器件进行切换，通过共光路照明、分光路探测的方式，实现高精度、原位的三维明场与暗场成像。

优选的，所述第二收集透镜位于测量物镜的正上方。

优选的，所述双腔三棱镜的截面为直角三角形，所述双腔三棱镜的斜面朝向分光平片，双腔三棱镜的两直角面分别朝向第二收集透镜、挡光板，本发明装置通过双腔三棱镜，利用反射光与散射光在空间方向上的差异性，有效将样品的反射光与散射光在空间上进行分离，并分别进行明场成像与暗场成像，而且很好地保证了成像的原位性。

优选的，所述分光平片位于第一收集透镜的正上方，且分光平片倾斜设置。

优选的，所述第一共焦针孔装设在第一光电探测器的输入端，第二共焦针孔装设在第二光电探测器的输入端，所述双腔三棱镜位于分光平片与挡光板之间，所述第一收集透镜位于第一共焦针孔的正上方，所述测量物镜位于待测样品的正上方，为了消除系统杂散光，在双腔三棱镜的透射方向上放置挡光板，以防止照明光束泄漏。

本发明技术方案具有以下优点：