CN104458509A - 一种定量施压下的显微成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定量施压下的显微成像装置，所述装置包括：静水加压模块、密封腔、共聚焦显微镜和压力测量模块，其中，静水加压模块通过管道与密封腔相连，将密封腔充满并提供水压；所述密封腔底部设有待测量的样品，压力测量模块连接在密封腔内部用于测量压力值；所述共聚焦显微镜的物镜通过密封圈固定在密封腔的顶部，镜头向下用于测量样品，这样能够将共聚焦显微镜与密封腔集成为一体，使用短工作距离高分辨率的物镜，提高图像质量和测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及显微成像技术，特别是指一种定量施压下的显微成像装置。
背景技术
为了了解静水压力对疏水性微纳米表面结构材料的浸润稳定性的影响，通常需要在定量施压下，利用显微成像技术进行测量。现有技术中，通常要利用光刻硅片的方法得到规则排列的微米圆管阵列，图1为硅片材料激光共聚焦显微镜二维扫描图，如图1所示，微米管规则排列在硅片上，图中每一个圆环代表一个微米管。圆环的外径为50微米，内径为40微米，高度为40微米。针对水下实验环境，观测压力对封在微结构中的气层稳定性的影响，利用激光共聚焦显微镜进行精确的三维成像测量。在测量过程中，由于需要对微米管定量施加压力，因此需要将硅片密封在密封腔中。而共聚焦显微镜需要使用长工作距离的物镜，远距离观测样品，其存在的问题是图像分辨率较低，误差较大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种定量施压下的显微成像装置，能够将共聚焦显微镜与密封腔集成为一体，使用短工作距离高分辨率的物镜，提高图像质量和测量的准确性。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种定量施压下的显微成像装置，所述装置包括：静水加压模块、密封腔、共聚焦显微镜和压力测量模块，其中，
静水加压模块通过管道与密封腔相连，将密封腔充满并提供水压；所述密封腔底部设有待测量的样品，压力测量模块连接在密封腔内部用于测量压力值；所述共聚焦显微镜的物镜通过密封圈固定在密封腔的顶部，镜头向下用于测量样品。
其中，所述密封圈为：阶梯式的硅胶密封圈。
其中，所述静水加压模块，包括水槽和加压装置。
其中，所述加压装置包括：高压气瓶、或水泵。
本发明实施例提供的一种定量施压下的显微成像装置，所述装置包括：静水加压模块、密封腔、共聚焦显微镜和压力测量模块，其中，静水加压模块通过管道与密封腔相连，将密封腔充满并提供水压；所述密封腔底部设有待测量的样品，压力测量模块连接在密封腔内部用于测量压力值；所述共聚焦显微镜的物镜通过密封圈固定在密封腔的顶部，镜头向下用于测量样品，这样能够将共聚焦显微镜与密封腔集成为一体，使用短工作距离高分辨率的物镜，提高图像质量和测量的准确性。
附图说明
图1为硅片材料激光共聚焦显微镜二维扫描图；
图2为本发明一种定量施压下的显微成像装置的结构示意图；
图3是本发明阶梯式的硅胶密封圈的示意图；
图4是施压前的纳米管和水面的相对位置图；
图5是施压后的纳米管和水面的相对位置图。
具体实施方式
下面通过附图及具体实施例对本发明实施例再做进一步的详细说明。
本发明实施例提供了一种定量施压下的显微成像装置，图2为本发明一种定量施压下的显微成像装置的结构示意图，如图2所示，所述装置包括：静水加压模块21、密封腔22、共聚焦显微镜23和压力测量模块24，其中，
静水加压模块21通过管道与密封腔22相连，将密封腔22充满并提供水压；所述密封腔22底部设有待测量的样品，压力测量模块24连接在密封腔22内部用于测量压力值；所述共聚焦显微镜23的物镜通过密封圈固定在密封腔22的顶部，镜头向下用于测量样品。
具体的，所述密封圈为：阶梯式的硅胶密封圈。所述阶梯式的硅胶密封圈具备拉伸的功能，既能起到防水的作用，又能固定物镜，使得物镜能够近距离测量样品。图3是本发明阶梯式的硅胶密封圈的示意图，如图3所示，阶梯部分31具备拉伸的功能，上封口32能够固定物镜的镜体33，下封头34为透明的密封端，能够防止液体侵入镜体33和镜头35。所述静水加压模块21，包括水槽和加压装置。所述加压装置包括：高压气瓶、或水泵等。
在实际应用中，为对比给压效果，首先将硅片放置在密封腔22的水中，对硅片样品照射561nm的激光，由于硅片和水面具有反光性，利用激光共聚焦显微成像对反射的光进行收集，对纳米管进行XZ方向的二维扫描，由此得到图4是施压前的纳米管和水面的相对位置图，如图4所示，施压前水面41和纳米管口42齐平。实验要求对微米管定量施加压力，因此需将硅片与显微镜水镜密封在同一个空间——密封腔中，用高压气瓶在密封腔中形成压力，同时利用压力传感器实时监测样品表面的静水压力。其中密封腔由有机玻璃及硅胶密封圈组成。利用硅胶材料的可塑性及弹性形成一个阶梯式、可抻拉的密封圈，将此密封圈套在显微镜物镜镜身上，既能起到密封作用，同时在进行Z轴扫描时不影响镜头的上下移动。密封腔上同时装有进出水管道及放气管道。通过此装置，用激光共聚焦显微镜对微米管进行成像的同时，对样品定量施以不同压力，随压力的增加，水面会渐渐渗入微米管。通过对微米管XZ方向的线性扫描图可观察到水面位置的变化，由此得到图5是施压后的纳米管和水面的相对位置图，如图5所示，施压后水面51高于纳米管口52。这样可测得水面与微米管表面之间距离数据，即渗透距离，同时记录所施压力，以此研究压力与渗透距离之间的关系。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种定量施压下的显微成像装置，其特征在于，所述装置包括：静水加压模块、密封腔、共聚焦显微镜和压力测量模块，其中，
静水加压模块通过管道与密封腔相连，将密封腔充满并提供水压；所述密封腔底部设有待测量的样品，压力测量模块连接在密封腔内部用于测量压力值；所述共聚焦显微镜的物镜通过密封圈固定在密封腔的顶部，镜头向下用于测量样品。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封圈为：阶梯式的硅胶密封圈。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述静水加压模块，包括水槽和加压装置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加压装置包括：高压气瓶、或水泵。
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