CN112255210B - 一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统 - Google Patents

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Abstract

一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，属于光学显微成像领域。本发明提供一种对钙钛矿薄膜畴边界进行超分辨，同时进行纳米空间超分辨扫描成像与时间超分辨激子动力学分析的超分辨系统。本发明中，第一分光镜将激光分为两束，其中一束射入第一光参量放大器形成激发光，另一束经过第一反光镜射入第二光参量放大器形成损耗光；激发光和损耗光分别经过第一二向色镜射入第二二向色镜；第二二向色镜聚焦后经过荧光处理机构照射在样品上形成荧光，经过荧光处理机构到达第二二向色镜后对聚焦后的激发光、损耗光和荧光射入滤波片，扫描机构对荧光进行扫描，并对荧光对应的图像进行分析。本发明主要用于对钙钛矿薄膜畴边界进行超分辨分析。

Description

一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统
技术领域
本发明属于光学显微成像领域，具体涉及一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统。
背景技术
近年来，全无机钙钛矿材料CsPbX3（X=Cl、Br、I）由于其在构建高效、廉价太阳能电池和其它光电器件等方面展现出极大的应用价值，成为目前国际上的研究热点之一。目前的研究普遍认为钙钛矿膜表面微观形貌（晶块大小、畴边界等）的非均一性对薄膜光电性质有很大的负面影响，但其影响机制并不清楚（Nature，2018，DOI：10.1038/s41586-018-0576-2）。现在基于微晶或非晶薄膜的钙钛矿太阳能电池及其他光电器件仍然面临的巨大的挑战，如对水蒸气敏感、对大气、热、紫外光等不够稳定等。微晶钙钛矿薄膜中存在很多晶粒、晶界、孔隙和表面缺陷会造成载流子的复合，是进一步提高太阳能转换效率及其他光电器件性能所需要解决的关键问题。
此外，在钙钛矿薄膜的加工过程中造成的的空间不均匀性，会导致在纳米尺度上陷阱态密度的非均匀分布，这也影响了钙钛矿薄膜畴边界处的离子迁移、缺陷湮没和光致发光不均匀等现象。因此，从纳米尺度探究钙钛矿薄膜微观形貌的非均匀性对载流子寿命、迁移率以及电池性能的影响，对于进一步提高钙钛矿太阳能电池和其它光电器件的效率是非常必要的。
目前，利用传统的光学显微系统，无法在突破衍射极限的情况下对CsPbX3（X=Cl、Br、I）钙钛矿薄膜畴边界同时进行纳米级别的空间超分辨扫描成像与时间超分辨激子动力学分析；进行原位超分辨扫描存在局限性。为了探明其中的未知机制，搭建兼顾经济成本与成像分析效果的光学系统便成为了近年来的热门研究方向。
因此，就需要一种能够在突破极限的情况下，能够对钙钛矿薄膜畴边界进行超分辨，同时进行纳米空间超分辨扫描成像与时间超分辨激子动力学分析的钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统。
发明内容
本发明针对现有的光学显微系统无法对钙钛矿薄膜畴边界进行纳米级别的空间超分辨扫描成像与时间超分辨激子动力学分析，导致钙钛矿薄膜存在表面缺陷造成载流子复合、空间不均匀导致钙钛矿薄膜的载流子寿命缩短、钙钛矿光电器件效率低的缺陷，提供一种在突破极限的情况下，能够对钙钛矿薄膜畴边界进行超分辨，同时进行纳米空间超分辨扫描成像与时间超分辨激子动力学分析的钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统。
本发明的技术方案如下：
本发明所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，它包括飞秒激光光源、第一分光镜、第一反光镜、第一光参量放大器、第二光参量放大器、激发光处理机构、损耗光处理机构、第一二向色镜、第二二向色镜、荧光处理机构、物镜、滤波片和扫描机构；所述飞秒激光光源与所述第一分光镜相对设置，所述第一分光镜将激光分为两束，其中一束射入所述第一光参量放大器形成激发光，另一束经过所述第一反光镜射入第二光参量放大器形成损耗光；所述激发光和所述损耗光分别经过所述激发光处理机构和所述损耗光处理机构后射入第一二向色镜，所述第一二向色镜将所述激发光与所述损耗光聚焦后射入所述第二二向色镜；所述第二二向色镜将聚焦后的所述激发光和所述损耗光经过所述荧光处理机构照射在位于所述物镜焦点的样品上，样品形成的荧光经过荧光处理机构到达所述第二二向色镜，所述第二二向色镜对聚焦后的所述激发光、所述损耗光和所述荧光射入滤波片，所述扫描机构用于对通过滤波片的荧光进行扫描，并得到荧光对应的图像，并分析所述图像的数据。
进一步地：所述激发光处理机构包括第一透镜组、电控光学延迟台和第一反射镜组，所述激发光依次经过所述第一透镜组、所述电控光学延迟台和所述第一反射镜组到达所述第一二向色镜。
进一步地：所述损耗光处理机构包括第二透镜组、第二反射镜组、第三反射镜组和空间光调制器，所述损耗光依次经过所述第二透镜组、所述第二反射镜组、所述空间光调制器和所述第三反射镜组到达所述第一二向色镜。
进一步地：所述第一透镜组与所述第二透镜组的焦点处安置有针孔。
进一步地：它还包括半波片，所述半波片设置于所述第二透镜组与所述第二反射镜组之间。
进一步地：它还包括偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜设置于所述半波片与所述空间光调制器之间。
进一步地：所述荧光处理机构包括第三透镜组、第二反光镜和第四透镜组，所述第二二向色镜将聚焦后的所述激发光和所述损耗光依次经过所述第三透镜组、所述第二反光镜、所述第四透镜组和物镜照射在样品上，所述样品的荧光依次经过所述第四透镜组、所述第二反光镜和所述第三透镜组到达所述第二二向色镜。
进一步地：所述扫描机构包括第二分光镜、两组光子计数器和上位机，所述第二分光镜对通过滤波片的荧光分成两束子荧光，所述两组光子计数器分别对两束子荧光进行扫描，并得到子荧光对应的图像，并分析所述图像的数据。
进一步地：所述样品为CsPbX3型钙钛矿薄膜，其中X=Cl、Br、I，所述样品置于所述物镜的焦平面处；所述第一光参量放大器和第二光参量放大器发出的激发光和损耗光均为飞秒脉冲激光，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所选激发光波长小于样品的荧光波长；所述损耗光的功率为100nW/cm2至1μW/cm2，所选波长位于样品的荧光波长长波的波尾处；所述损耗光与所述激发光同轴，且所述激发光半径不得大于损耗光半径；其中，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所述损耗光功率为100nW/cm2至20μW/cm2。
进一步地：所述CsPbX3型钙钛矿薄膜包括CsPbCl3型钙钛矿薄膜、CsPbBr3型钙钛矿薄膜和CsPbI3型钙钛矿薄膜，所述CsPbCl3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于420nm，损耗光波长大于500nm；所述CsPbBr3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于500nm，损耗光波长大于560nm；所述CsPbI3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于600nm，损耗光波长大于700nm。
本发明的有益效果是：
本发明所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，此系统可以在突破光学衍射极限的情况下，对CsPbX3（X=Cl、Br、I）钙钛矿薄膜畴边界进行原位超分辨扫描成像，横向分辨率可达纳米级别；利用调整两束飞秒脉冲光之间的时间延迟，实现了对CsPbX3（X=Cl、Br、I）钙钛矿薄膜畴边界处载流子寿命、迁移率等激子动力学的时间进行超分辨分析，时间分辨尺度可达飞秒级别。利用基于飞秒脉冲光的受激发射损耗显微系统，在达到纳米级别分辨率的条件下观测钙钛矿薄膜内部畴边界，在飞秒级别的时间尺度上分析其内部激子动力学的技术。在受激发射损耗显微系统(Stimulated emission depletionmicroscopy，STED)基础上通过调整激发光与损耗光的光学延迟实现了实现了CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜畴边界的原位超分辨成像，并且通过调整激发光与损耗光的光学延迟实现了对CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜畴边界处载流子寿命、迁移率的时间超分辨分析，光路搭建相对便捷，成本较低。本发明可直接对样品进行原位扫描。选择空间光调制器可实现对多波长损耗光的调制，增加损耗光波长选择，相较于频繁更换涡旋相位板成本更低，从而提高钙钛矿光电器件效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统的实验光路图；
图2为在共聚焦系统下，以功率为50nW/cm2的波长为405nm的脉冲激光扫描的CsPbBr3钙钛矿量子点的示意图；所得图像平均横向分辨率为275nm；
图3为在使用功率为50nW/cm2的波长为405nm的脉冲激光激发情况下，加入以功率为5mW/cm2的波长为568nm的脉冲激光做为损耗光扫描的CsPbBr3钙钛矿量子点的示意图；在系统光学延迟几乎为零时平均横向分辨率为105nm；
图4为在共聚焦系统下，用功率为20nW/cm2的波长为400nm的脉冲激光激发情况下的CsPbBr3钙钛矿薄膜的示意图；平均横向分辨率为390nm；
图5为在功率为20nW/cm2的波长为400nm的脉冲激光激发情况下，加入以功率为200nW/cm2的波长为570nm的脉冲激光做为损耗光扫描的CsPbBr3钙钛矿薄膜的示意图；光学延迟几乎为零时平均横向分辨率为104nm；
其中，1为飞秒激光光源、2为第一分光镜、3为第一反光镜、4为第一光参量放大器、5为第二光参量放大器、6为第一透镜组、7为第二透镜组、8为半波片、9为电控光学延迟台、10为第一反射镜组、11为第二反射镜组、12为第三反射镜组、13为空间光调制器、14为第一二向色镜、15为第二二向色镜、16为第三透镜组、17为第二反光镜、18为第四透镜组、19为物镜、20为样品、21为滤波片、22为扫描机构、23为第二分光镜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
结合图1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，它包括飞秒激光光源1、第一分光镜2、第一反光镜3、第一光参量放大器4、第二光参量放大器5、激发光处理机构、损耗光处理机构、第一二向色镜14、第二二向色镜15、荧光处理机构、物镜19、滤波片21和扫描机构22；所述飞秒激光光源1与所述第一分光镜2相对设置，所述第一分光镜2将激光分为两束，其中一束射入所述第一光参量放大器4形成激发光，另一束经过所述第一反光镜3射入第二光参量放大器5形成损耗光；所述激发光和所述损耗光分别经过所述激发光处理机构和所述损耗光处理机构后射入第一二向色镜14，所述第一二向色镜14将所述激发光与所述损耗光聚焦后射入所述第二二向色镜15；所述第二二向色镜15将聚焦后的所述激发光和所述损耗光经过所述荧光处理机构照射在位于所述物镜19焦点的样品20上，样品20形成的荧光经过荧光处理机构到达所述第二二向色镜15，所述第二二向色镜15对聚焦后的所述激发光、所述损耗光和所述荧光射入滤波片21，所述扫描机构22用于对通过滤波片21的荧光进行扫描，并得到荧光对应的图像，并分析所述图像的数据。如此设置的目的是：飞秒激光光源用于产生波长800nm，频率为1kHz的种子光。第一光参量放大器4（OPA 1）产生激发光用于激发样品的飞秒脉冲激光，脉冲宽度为100fs。第二光参量放大器5（OPA 2）产生损耗光用于受激辐射损耗的飞秒脉冲激光，脉冲宽度为100fs。第一二向色镜14（DM1）的第一入射光为OPA 1产生的激发光，第二入射光为经过空间光调制器13调制的损耗光。第二二向色镜15（DM2）设置在第一二向色镜14的出射光路上，用于对所述激发光与所述损耗光进行反射，并对共聚焦之后的激发光、损耗光、样品荧光进行透射。滤波片21（BP）用于滤除激发光与损耗光，透过荧光。扫描系统22设置在第二二向色镜15的出射光路上，用于对通过滤波片21的荧光进行扫描，得到图像，分析数据。样品20置于物镜（OBJ）焦平面处。所述OPA 1与OPA 2可根据不同CsPbX3（X=Cl、Br、I）钙钛矿薄膜的吸收谱与荧光发射波长范围灵活选择合适波长的激发光与损耗光，对卤化物钙钛矿薄膜进行原位超分辨扫描，激发光与损耗光同时飞秒脉冲光，无需频繁更换激光器，降低光路调节难度，节约实验成本。第一分光镜2（BS）将飞秒脉冲激光的一部分反射进入第一光参量放大器4形成激发光，第一分光镜2（BS）将飞秒脉冲激光的另一部分投射照在第一反光镜3（RM）上，通过第一反光镜3（RM）反射至第二光参量放大器5形成损耗光。所述第一光参量放大器4（OPA 1）和第二光参量放大器5（OPA 2）与激发光处理机构和损耗光处理机构的传输方式均采用保偏光纤（PMF）来连接。
实施例2
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述激发光处理机构包括第一透镜组6、电控光学延迟台9和第一反射镜组10，所述激发光依次经过所述第一透镜组6、所述电控光学延迟台9和所述第一反射镜组10到达所述第一二向色镜14。如此设置的目的是：第一透镜组6，设置在第一光参量放大器4与第一反射镜组10之间对激发光进行调整。第一反射镜组10设置在第一二向色镜14与电控光学延迟台9（共聚焦显微镜）之间对激发光进行调整。电控光学延迟台9（OD）对激发光与损耗光的光程差进行调整。
实施例3
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述损耗光处理机构包括第二透镜组7、第二反射镜组11、第三反射镜组12和空间光调制器13，所述损耗光依次经过所述第二透镜组7、所述第二反射镜组11、所述空间光调制器13和所述第三反射镜组12到达所述第一二向色镜14。如此设置的目的是：第二透镜组7设置在第二光参量放大器5与空间光调制器13（SLM）之间对损耗光进行调整。第二反射镜组11设置在第二透镜组7与空间光调制器13之间对损耗光进行调整。第三反射镜组12设置第一二向色镜14与空间光调制器13之间对经过相位调制的损耗光进行调整。空间光调制器13用于产生圆形光斑并作为相差校正系统，用于调制损耗光产生中心强度为零的环形光斑。
实施例4
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述第一透镜组6与所述第二透镜组7的焦点处安置有针孔。如此设置的目的是：在第一透镜组6与第二透镜组7的焦点处安置针孔，进一步去除激光光斑上的瑕疵。
实施例5
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，它还包括半波片8，所述半波片8设置于所述第二透镜组7与所述第二反射镜组11之间。如此设置的目的是：半波片8（λ/2）设置在第二光参量放大器5与空间光调制器13之间，保证所得脉冲激光经过空间光调制器调制效率最高。空间光调制器13与半波片8结合可根据不同波长损耗光灵活调整相位延迟，保证对不同波长损耗光都达到最好调制效果，无需在损耗光波长变动后频繁更换涡旋相位板，节省成本，降低光路调整难度。
实施例6
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，它还包括偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜设置于所述半波片8与所述空间光调制器13之间。如此设置的目的是：在第一半波片与空间光调制器之间添加PBS镜（偏振分光棱镜），提高空间光调制器调制效率，减小环形光中心光强。
实施例7
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述荧光处理机构包括第三透镜组16、第二反光镜17和第四透镜组18，所述第二二向色镜15将聚焦后的所述激发光和所述损耗光依次经过所述第三透镜组16、所述第二反光镜17、所述第四透镜组18和物镜19照射在样品20上，所述样品20的荧光依次经过所述第四透镜组18、所述第二反光镜17和所述第三透镜组16到达所述第二二向色镜15。如此设置的目的是：第四透镜组18、所述第二反光镜17和所述第三透镜组16共同组成共聚焦光路，可以有效防止杂质信号（如灰尘荧光、样品背面的污染、玻璃的荧光信号、空气中常见的灰尘颗粒和来自扫描仪光学组件的荧光污染）产生的背景噪音干扰，从而降低背景信号的强度。第二二向色镜15用于反射激光并透过样品被激发后产生的荧光。
实施例8
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述扫描机构22包括第二分光镜23、两组光子计数器和上位机，所述第二分光镜23对通过滤波片21的荧光分成两束子荧光，所述两组光子计数器分别对两束子荧光进行扫描，并得到子荧光对应的图像，并分析所述图像的数据。如此设置的目的是：利用两台光子计数器MPD进行荧光成像，通过电控光学延迟台控制激发光与损耗光的延迟时间，在突破衍射极限的情况下对CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜内部畴边界进行纳米级别的原位超分辨荧光成像。利用MPD光子计数器进行荧光寿命分析，通过电控光学延迟台控制激发光与损耗光的延迟时间，实现在飞秒级别的时间尺度上分析CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜畴边界处的载流子寿命迁移速率，实现了空间超分辨成像与时间超分辨数据分析相结合的效果，上位机即为电脑。
室温下利用飞秒脉冲光受激发射损耗显微系统，通过对CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜进行受激发射损耗扫描，如图4-图5所示：图4为使用共聚焦系统扫描扫描所得图像平均横向分辨率为300nm以上，图5为使用飞秒脉冲光受激发射损耗显微系统对同一位置的扫描成像，在突破衍射极限的情况下，实现对CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜中畴边界处平均横向分辨率为50nm的原位超分辨成像。在突破衍射极限的情况下，实现对CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜中畴边界处的纳米级原位超分辨成像。通过调整激发光与损耗光之间的时间延迟，实现CsPbX3（X=Cl、Br、I）型钙钛矿薄膜中畴边界处载流子迁移速率的时间超分辨探测和荧光寿命的时间超分辨探测，精度可达飞秒级。
实施例9
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述样品20为CsPbX3型钙钛矿薄膜，其中X=Cl、Br、I，所述样品20置于所述物镜19的焦平面处；所述第一光参量放大器4和第二光参量放大器5发出的激发光和损耗光均为飞秒脉冲激光，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所选激发光波长小于样品20的荧光波长；所述损耗光的功率为100nW/cm2至1μW/cm2，所选波长位于样品20的荧光波长长波的波尾处；所述损耗光与所述激发光同轴，且所述激发光半径不得大于损耗光半径；其中，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所述损耗光功率为100nW/cm2至20μW/cm2。如此设置的目的是：损耗光与激发光应严格同轴，保证激发光处于损耗光中心零光强位置；且激发光半径不得大于损耗光半径。CsPbBr3钙钛矿薄膜置于物镜（OBJ）焦平面处。激发光为OPA 1发出的飞秒脉冲激光，功率选取为2nW/cm2至20nW/cm2，所选波长应小于样品荧光波长；OPA 2发出的飞秒脉冲激光经过空间光调制器调制后作为损耗光，功率选为100nW/cm2至1μW/cm2，所选波长应位于样品荧光波长长波波尾处。损耗光与激发光应严格同轴，且激发光半径不得大于损耗光半径。
实施例10
结合实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，所述CsPbX3型钙钛矿薄膜包括CsPbCl3型钙钛矿薄膜、CsPbBr3型钙钛矿薄膜和CsPbI3型钙钛矿薄膜，所述CsPbCl3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于420nm，损耗光波长大于500nm；所述CsPbBr3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于500nm，损耗光波长大于560nm；所述CsPbI3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于600nm，损耗光波长大于700nm。如此设置的目的是：对于CsPbBr3钙钛矿薄膜，先使用波长在400nm至488nm之间的脉冲激光作为激发光，对所选区域进行共聚焦扫描，再加入560nm至595nm脉冲激光做为损耗光与激发光一并对同一区域进行超分辨成像。同一区域，通过电动位移台调节激发光与损耗光之间光程差，造成激发光与损耗光的时间延迟，重新进行荧光扫描成像，之后对薄膜畴边界处进行荧光寿命测量，通过数据对比观察其中差异。对于CsPbCl3激发光波长应小于420nm，损耗光波长应大于500nm，对于CsPbBr3激发光波长应小于500nm，损耗光波长应大于560nm，对于CsPbI3激发光波长应小于600nm，损耗光波长应大于700nm。其中激发光功率选取为2nW/cm2至20nW/cm2损耗光功率选为100nW/cm2至20μW/cm2。

Claims (6)

1.一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，它包括飞秒激光光源（1）、第一分光镜（2）、第一反光镜（3）、第一光参量放大器（4）、第二光参量放大器（5）、激发光处理机构、损耗光处理机构、第一二向色镜（14）、第二二向色镜（15）、荧光处理机构、物镜（19）、滤波片（21）和扫描机构（22）；所述飞秒激光光源（1）与所述第一分光镜（2）相对设置，所述第一分光镜（2）将激光分为两束，其中一束射入所述第一光参量放大器（4）形成激发光，另一束经过所述第一反光镜（3）射入第二光参量放大器（5）形成损耗光；所述激发光和所述损耗光分别经过所述激发光处理机构和所述损耗光处理机构后射入第一二向色镜（14），所述第一二向色镜（14）将所述激发光与所述损耗光聚焦后射入所述第二二向色镜（15）；所述第二二向色镜（15）将聚焦后的所述激发光和所述损耗光经过所述荧光处理机构照射在位于所述物镜（19）焦点的样品（20）上，样品（20）形成的荧光经过荧光处理机构到达所述第二二向色镜（15），所述第二二向色镜（15）对聚焦后的所述激发光、所述损耗光和所述荧光射入滤波片（21），所述扫描机构（22）用于对通过滤波片（21）的荧光进行扫描，并得到荧光对应的图像，并分析所述图像的数据；
所述激发光处理机构包括第一透镜组（6）、电控光学延迟台（9）和第一反射镜组（10），所述激发光依次经过所述第一透镜组（6）、所述电控光学延迟台（9）和所述第一反射镜组（10）到达所述第一二向色镜（14）；
所述损耗光处理机构包括第二透镜组（7）、第二反射镜组（11）、第三反射镜组（12）和空间光调制器（13），所述损耗光依次经过所述第二透镜组（7）、所述第二反射镜组（11）、所述空间光调制器（13）和所述第三反射镜组（12）到达所述第一二向色镜（14）；
还包括半波片（8），所述半波片（8）设置于所述第二透镜组（7）与所述第二反射镜组（11）之间；
还包括偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜设置于所述半波片（8）与所述空间光调制器（13）之间。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，所述第一透镜组（6）与所述第二透镜组（7）的焦点处安置有针孔。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，所述荧光处理机构包括第三透镜组（16）、第二反光镜（17）和第四透镜组（18），所述第二二向色镜（15）将聚焦后的所述激发光和所述损耗光依次经过所述第三透镜组（16）、所述第二反光镜（17）、所述第四透镜组（18）和物镜（19）照射在样品（20）上，所述样品（20）的荧光依次经过所述第四透镜组（18）、所述第二反光镜（17）和所述第三透镜组（16）到达所述第二二向色镜（15）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，所述扫描机构（22）包括第二分光镜（23）、两组光子计数器和上位机，所述第二分光镜（23）对通过滤波片（21）的荧光分成两束子荧光，所述两组光子计数器分别对两束子荧光进行扫描，并得到子荧光对应的图像，并分析所述图像的数据。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，所述样品（20）为CsPbX3型钙钛矿薄膜，其中X=Cl、Br、I，所述样品（20）置于所述物镜（19）的焦平面处；所述第一光参量放大器（4）和第二光参量放大器（5）发出的激发光和损耗光均为飞秒脉冲激光，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所选激发光波长小于样品（20）的荧光波长；所述损耗光的功率为100nW/cm2至1μW/cm2，所选波长位于样品（20）的荧光波长长波的波尾处；所述损耗光与所述激发光同轴，且所述激发光半径不得大于损耗光半径；其中，所述激发光的功率为2nW/cm2至20nW/cm2，所述损耗光功率为100nW/cm2至20μW/cm2。
6.根据权利要求5所述的一种钙钛矿薄膜畴边界激子动力学的超分辨系统，其特征在于，所述CsPbX3型钙钛矿薄膜包括CsPbCl3型钙钛矿薄膜、CsPbBr3型钙钛矿薄膜和CsPbI3型钙钛矿薄膜，所述CsPbCl3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于420nm，损耗光波长大于500nm；所述CsPbBr3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于500nm，损耗光波长大于560nm；所述CsPbI3型钙钛矿薄膜的激发光波长小于600nm，损耗光波长大于700nm。
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