[发明专利]高分辨率表面等离子体显微镜

摘要

本发明公开了一种高分辨率表面等离子体显微镜(SPM)，该显微镜能对待测微纳样品实现高精度、高分辨率的无损检测。包括表面等离子体光学系统、位移操控系统、图像处理系统。表面等离子体光学系统通过微纳位移操作系统实现样品的聚焦以及横向方向上的逐点扫描，由图像传感器记录该点样品在显微物镜后焦面上的反射图谱，并由图像处理系统对该图谱的表面等离子体信号进行自动提取，从而实现样品特征的表征和表面形貌的重构。该显微镜在横向上可达到亚微米级别的分辨率，在纵向上可达到亚纳米级别的分辨率。

主权项

1.一种高分辨率表面等离子体显微镜，其特征在于，包括：表面等离子体光学系统，用于进行表面等离子体共振(SPR)的激发与检测，包括相干照明光源、扩束装置、分光镜、高数值孔径油浸显微物镜、成像透镜组和图像传感器；位移操控系统，包括样品夹持装置、表面等离子体样片和手动平移台、微纳移动平台；图像处理系统，用于对采集到的后焦面上的反射图谱进行信号的自动提取以及提取后的图像重构；/n其特征在于，所述表面等离子体光学系统的相干照明光源为线性偏振光或径向偏振光；/n其特征在于，所述扩束装置能够扩大入射光的半径，以充满所述显微物镜的通光孔径并可满足表面等离子体的激发角度的要求；所述相干照明光源、扩束装置与分光镜位于同一光轴；高数值孔径油浸显微物镜的后焦面经成像透镜组与图像传感器感光面共轭，成像光路中光束经高数值孔径油浸显微物镜和成像透镜组后，被图像传感器采集；/n其特征还在于，图像传感器获得的所述显微物镜后焦面上的SPR反射图谱为在通光孔径内产生一对对称的SPR吸收圆弧或一完整的SPR吸收圆环，所述图像处理系统用于对显微系统扫描采集到的后焦面上的反射图谱进行SPR吸收带的半径提取，得到表面等离子体样片的局部特征信息；实现对表面等离子体样片表面形貌的重构，所述的重构过程是按照对表面等离子体样片表面的扫描的顺序和其对应表面等离子体样片局部特征信息，对表面等离子体样片表面形貌进行重构，从而实现对样品的成像。/n