[发明专利]光热差分显微成像装置及单个粒子成像方法

摘要

本发明公开了一种光热差分显微成像装置及单个粒子成像方法。所述装置包括用于光学成像的照明系统，用于提取金属颗粒周围热吸收信息的泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统，以及对样品作二维扫描的平面扫描系统，其中，光学成像照明系统用来寻找样品标记物所在的位置，泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统利用探测光束将样品周围的热辐射微弱信号提取出来，平面扫描系统实现对样品的二维扫描，通过计算机处理将提取的微弱热信号作二维强度分布图，实现对单个粒子的光热差分显微成像。

主权项

1.一种光热差分显微成像装置，包括用于光学成像的照明系统，用于提取金属颗粒周围热吸收信息的泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统，以及对样品作二维扫描的平面扫描系统，其中：所述照明系统包括第二激光器（10）、双色镜（8）、油浸物镜（16）、空气物镜（18）、凸透镜（22）和CMOS传感器（23），第二激光器（10）发出的激光经衰减、扩束后进入双色镜（8），再进入油浸物镜（16），油浸物镜（16）将激光聚焦到样品上，透射光通过空气物镜（18）收集起来，经凸透镜（22）聚焦后在CMOS传感器（23）上成像；所述泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统包括第一激光器（1）、所述第二激光器（10）、声光调制器（3）、信号发生器（30）、所述双色镜（8）、所述油浸物镜（16）、所述空气物镜（18）、半透半反镜（20）、高速光电探测器（27）和锁相放大器（29），第一激光器（1）发出加热激光光束，经衰减后进入声光调制器（3），声光调制器（3）在信号发生器（30）所给的调制频率下对激光光强进行调制，调制后的激光经扩束后进入双色镜（8），再进入油浸物镜（16），油浸物镜（16）将激光聚焦到样品上，样品受到该激光加热后向周围介质热辐射；而所述泵浦‑探测双光束微弱信号探测系统的所述第二激光器（10）发出探测激光光束，其进入油浸物镜（16）的光路与所述照明系统光路一致，区别在于探测激光光束被油浸物镜（16）聚焦到样品上后将出现频移，频移后的激光通过空气物镜（18）收集，在半透半反镜（20）的分束作用下，一束激光用于CMOS成像，另外一束激光聚焦到高速光电探测器（27）上，高速光电探测器（27）收集光强信号传递给锁相放大器（29），提取出振荡频率与声光调制器（3）调谐频率匹配的强度信号；所述平面扫描系统包括位于油浸物镜（16）和空气物镜（18）之间的超精细三维平移台（17），以及对超精细三维平移台（17）进行控制的计算机控制器，样品放置在超精细三维平移台（17）上。