CN114397283A - 二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法，涉及光学检测技术领域，该检测系统将二次谐波检测装置和显微荧光光谱检测装置集成在一起，同时兼具观测装置，通过观测装置对样品进行显微观察可以确定样品的检测区域，可以实现同时开展二次谐波与荧光光谱的原位探测，且两者均能够各自完整、独立运行而互相不干扰，因此，该检测系统具有多种检测模式，可以实现原位检测和实时检测，提高检测效率。

Description

二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，尤其是涉及一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法。
背景技术
目前共聚焦显微拉曼/荧光显微镜已被广泛应用，在分析化学、细胞生物学、材料物理学等领域的应用研究中已经取得一系列成功成果，能够提供激发谱、发射谱、峰位、峰强、量子产率、荧光寿命、荧光偏振度等信息。荧光光谱对材料应力应变的变化较为敏感，是检测材料力学性能的有效手段。
二次谐波是一种非线性光学表征技术，基于光与具有较大极化率的非中心对称物质的非线性相互作用，二次谐波可用于表征层数、晶向、晶界、应变等。二次谐波谱应用在微纳尺度应变表征，能够给出微观尺度测点范围内纳观尺度上材料晶体结构变形的光学信息，具有非接触、快速、无损、检测信息丰富、分辨率高等优点。
荧光光谱与二次谐波均是微纳米力学研究重要的实验手段，但二者现有的检测装置均较为封闭，难以实现联用，只能利用二者对样品进行分别检测，二者的检测模式单一，表征非原位、不实时，且检测效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法，以缓解检测模式单一，表征非原位、不实时，且检测效率低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，包括二次谐波激发装置、第一光引导组件、合光组件、二次谐波检测装置、荧光激发装置、第二光引导组件、荧光检测装置和观测装置；
所述二次谐波激发装置用于向所述第一光引导组件发射第一激光；所述第一光引导组件用于将所述第一激光引导至所述合光组件；所述第一激光经所述合光组件入射到样品表面，并与所述样品作用后产生第一出射光；所述第一出射光经所述合光组件进入所述二次谐波检测装置；
所述荧光激发装置用于向所述第二光引导组件发射第二激光，所述第二光引导组件用于将所述第二激光引导至所述合光组件；所述第二激光经所述合光组件入射到所述样品表面，并与所述样品作用后产生第二出射光；所述第二出射光经所述合光组件进入所述荧光检测装置；
所述观测装置包括白光光源、第三光引导组件和图像传感器；所述白光光源用于发出照明光；所述第三光引导组件用于将所述照明光引导至所述合光组件；所述照明光经所述合光组件入射到所述样品表面，并经所述样品表面的漫反射产生漫反射光；所述漫反射光经所述合光组件和所述第三光引导组件进入所述图像传感器。
进一步地，所述合光组件包括沿所述第一激光的传播方向依次设置的第一二向色镜、第二二向色镜和1/2波片；所述第一二向色镜和所述第二二向色镜均为长波通二向色镜，所述第一二向色镜用于透射所述第一激光，并反射所述第二激光和所述第二出射光；所述第二二向色镜用于透射所述第一激光、所述第二激光和所述第二出射光，并反射所述第一出射光。
进一步地，所述合光组件还包括显微物镜镜头和样品台，所述1/2波片设置在所述第二二向色镜和所述显微物镜镜头之间，所述样品台设置在所述显微物镜镜头的正下方，所述样品台用于承载所述样品。
进一步地，所述第一光引导组件包括沿所述第一激光的传播方向依次设置的第一反射镜、第二反射镜和第一偏振片。
进一步地，所述二次谐波检测装置包括沿所述第一出射光的传播方向依次设置的第二偏振片、第一滤光片、第一光纤耦合器、第一光纤和光谱仪；或者所述二次谐波检测装置包括沿所述第一出射光的传播方向依次设置的光电倍增管和示波器；或者所述二次谐波检测装置包括光谱仪或单光子探测器。
进一步地，所述第二光引导组件包括沿所述第二激光的传播方向依次设置的第二光纤、光纤准直器、第三反射镜和第三二向色镜；所述第三二向色镜为长波通二向色镜，所述第三二向色镜用于反射所述第二激光，并透射所述第二出射光。
进一步地，所述荧光检测装置包括沿所述第二出射光的传播方向依次设置的第二滤光片、第二光纤耦合器、第三光纤和摄谱仪。
进一步地，所述第三光引导组件包括沿所述照明光的传播方向依次设置的第四反射镜、第五反射镜和可插拔反射镜；在所述观测装置运行过程中，所述可插拔反射镜设置在所述第三二向色镜与所述荧光检测装置之间。
进一步地，所述观测装置还包括镜筒，所述第四反射镜设置在所述镜筒内；
所述镜筒设置有第一开口、第二开口和第三开口；所述照明光经所述第一开口进入所述镜筒，并经所述第四反射镜反射后，从所述第二开口出射到所述第五反射镜；所述漫反射光经所述第二开口进入所述镜筒，并经所述第三开口进入所述图像传感器。
第二方面，本发明实施例还提供了一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法，应用于第一方面所述的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，所述方法包括：
启动所述观测装置，以确定所述样品的检测区域；
关闭所述观测装置；
启动所述二次谐波激发装置、所述二次谐波检测装置、所述荧光激发装置和所述荧光检测装置，以对所述样品的检测区域同时进行二次谐波检测和荧光检测。
本发明实施例提供的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法中，该检测系统包括二次谐波激发装置、第一光引导组件、合光组件、二次谐波检测装置、荧光激发装置、第二光引导组件、荧光检测装置和观测装置；二次谐波激发装置用于向第一光引导组件发射第一激光；第一光引导组件用于将第一激光引导至合光组件；第一激光经合光组件入射到样品表面，并与样品作用后产生第一出射光；第一出射光经合光组件进入二次谐波检测装置；荧光激发装置用于向第二光引导组件发射第二激光，第二光引导组件用于将第二激光引导至合光组件；第二激光经合光组件入射到样品表面，并与样品作用后产生第二出射光；第二出射光经合光组件进入荧光检测装置；观测装置包括白光光源、第三光引导组件和图像传感器；白光光源用于发出照明光；第三光引导组件用于将照明光引导至合光组件；照明光经合光组件入射到样品表面，并经样品表面的漫反射产生漫反射光；漫反射光经合光组件和第三光引导组件进入图像传感器。该检测系统将二次谐波检测装置和显微荧光光谱检测装置集成在一起，同时兼具观测装置，通过观测装置对样品进行显微观察可以确定样品的检测区域，可以实现同时开展二次谐波与荧光光谱的原位探测，且两者均能够各自完整、独立运行而互相不干扰，因此，该检测系统具有多种检测模式，可以实现原位检测和实时检测，提高检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统的光路原理图；
图2为本发明实施例提供的另一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统的光路原理图；
图3为本发明实施例提供的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统中第一光纤耦合器的安装结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法的流程示意图。
图标：10-第一光引导组件；20-合光组件；30-二次谐波检测装置；40-第二光引导组件；50-荧光检测装置；60-观测装置；100-二次谐波激发装置；110-连续衰减片；120-第一反射镜；130-第二反射镜；140-第一偏振片；150-第一二向色镜；160-第二二向色镜；170-1/2波片；180-显微物镜镜头；190-样品台；200-第二偏振片；210-第一滤光片；220-第一光纤耦合器；230-光谱仪；240-光电倍增管；250-示波器；300-第三二向色镜；310-第三反射镜；320-光纤准直器；330-荧光激发装置；340-第二滤光片；350-第二光纤耦合器；360-摄谱仪；400-可插拔反射镜；410-第五反射镜；420-白光光源；430-第四反射镜；440-镜筒；450-图像传感器；510-反射镜架；520-支杆；530-纵向位移台；540-横向位移台；550-转接板；560-第一光纤。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当今实验研究对象和问题越来越复杂，单一方法、单一设备已经难以满足研究需求。通过建立联用系统，将具有不同表征原理、检测指标与特征尺度的多种方法相结合，开展实时原位的实验检测是当今实验固体力学与检测学、仪器学共同关注的热点。将荧光光谱与二次谐波联用，能够实现在微纳尺度分辨率观测的同时开展荧光与二次谐波原位探测。但二者现有的检测装置均较为封闭，难以实现联用，因此存在二者的检测模式单一，表征非原位、不实时，且检测效率低的问题。基于此，本发明实施例提供的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统与方法，可以实现二次谐波与荧光光谱联用，从而缓解了现有技术中存在的检测模式单一，表征非原位、不实时，且检测效率低的问题。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统包括二次谐波激发装置100、第一光引导组件10、合光组件20、二次谐波检测装置30、荧光激发装置330、第二光引导组件40、荧光检测装置50和观测装置60。
上述二次谐波激发装置100用于向第一光引导组件10发射第一激光(波长为λ)；第一光引导组件10用于将第一激光引导至合光组件20；第一激光经合光组件20入射到样品表面，并与样品作用后产生第一出射光(波长为λ/2)；第一出射光经合光组件20进入二次谐波检测装置30。如此实现了对样品的二次谐波检测。
上述荧光激发装置330用于向第二光引导组件40发射第二激光(波长为μ)，第二光引导组件40用于将第二激光引导至合光组件20；第二激光经合光组件20入射到样品表面，并与样品作用后产生第二出射光；第二出射光经合光组件20进入荧光检测装置50。如此实现了对样品的荧光检测。
上述二次谐波检测与荧光检测可以单独进行，也可以同时进行，因此该检测系统具有多种检测模式。
上述观测装置60包括白光光源420、第三光引导组件和图像传感器450；白光光源420用于发出照明光；第三光引导组件用于将照明光引导至合光组件20；照明光经合光组件20入射到样品表面，并经样品表面的漫反射产生漫反射光；漫反射光经合光组件20和第三光引导组件进入图像传感器450。如此实现了样品表面白光照明和显微观察。
本发明实施例提供的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，将二次谐波检测装置和显微荧光光谱检测装置集成在一起，同时兼具观测装置，通过观测装置对样品进行显微观察可以确定样品的检测区域，可以实现同时开展二次谐波与荧光光谱的原位探测，且两者均能够各自完整、独立运行而互相不干扰，因此，该检测系统具有多种检测模式，可以实现原位检测和实时检测，提高检测效率。
在一些可能的实施例中，如图1和图2所示，上述第一光引导组件10包括沿第一激光的传播方向依次设置的第一反射镜120、第二反射镜130和第一偏振片140。第一偏振片140为波长范围包括第一激光的波长的偏振片。可通过调节第一反射镜120和第二反射镜130来调节第一激光，使其与第二激光在合光组件20处同轴，以便准确聚焦到样品表面，保证检测结果的准确性。进一步地，上述第一光引导组件10还包括连续衰减片110，连续衰减片110设置在二次谐波激发装置100与第一反射镜120之间。
在一些可能的实施例中，如图1和图2所示，合光组件20包括沿第一激光的传播方向依次设置的第一二向色镜150、第二二向色镜160和1/2波片170，第一二向色镜150用于透射第一激光，并反射第二激光和第二出射光；第二二向色镜160用于透射第一激光、第二激光和第二出射光，并反射第一出射光。第一二向色镜150和第二二向色镜160均为长波通二向色镜；第一二向色镜150的起始波长为λ1，波长高于λ1的光会通过，波长低于λ1的光会被反射；第二二向色镜160的起始波长为λ2，波长高于λ2的光会通过，波长低于λ2的光会被反射。
进一步地，上述合光组件20还包括显微物镜镜头180和样品台190，1/2波片170设置在第二二向色镜160和显微物镜镜头180之间，样品台190设置在显微物镜镜头180的正下方，样品台190用于承载样品。
进一步地，上述样品台190包括台面、二维位移台以及升降机构，三者连接在一起；升降机构用于带动台面沿竖向上下运动，来调整台面的高低，改变其上的样品的高低位置，以适配二次谐波检测和荧光检测，保证后续加载实验顺利进行；二维位移台用于移动样品，观察并寻找检测区域。
在一些可能的实施例中，如图1所示，二次谐波检测装置30包括沿第一出射光的传播方向依次设置的第二偏振片200、第一滤光片210、第一光纤耦合器220、第一光纤和光谱仪230，第一出射光经过第二偏振片200后，再通过第一滤光片210过滤后进入第一光纤耦合器220，再通过第一光纤进入到光谱仪230。第二偏振片200为波长范围包含第一出射光的波长(λ/2)的偏振片，第一滤光片210为以λ/2为中心波长的带通滤光片，使得λ/2左右的光可以通过，其余波长的光均不能通过。
在另一些可能的实施例中，如图2所示，二次谐波检测装置30包括沿第一出射光的传播方向依次设置的光电倍增管240和示波器250。
在另一些可能的实施例中，二次谐波检测装置30为一个光谱仪或单光子探测器。
在一些可能的实施例中，如图1和图2所示，第二光引导组件40包括沿第二激光的传播方向依次设置的第二光纤、光纤准直器320、第三反射镜310和第三二向色镜300；第三二向色镜300用于反射第二激光，并透射第二出射光。第三二向色镜300为长波通二向色镜，第三二向色镜300的起始波长为λ3，波长高于λ3的光会通过，波长低于λ3的光会被反射。
进一步地，上述第一激光的波长λ、第一出射光的波长λ/2、第二激光的波长μ、第一二向色镜150的起始波长λ1、第二二向色镜160的起始波长λ2、第三二向色镜300的起始波长为λ3之间的大小关系如下：
λ>λ1>λ3>μ>λ2>λ/2。
在一些可能的实施例中，如图1和图2所示，荧光检测装置50包括沿第二出射光的传播方向依次设置的第二滤光片340、第二光纤耦合器350、第三光纤和摄谱仪360。第二出射光通过第三二向色镜300后，再通过第二滤光片340过滤后进入第二光纤耦合器350，再通过第三光纤进入到摄谱仪360中。第二滤光片340为起始波长为μ的长波通滤光片，使得第二出射光中波长高于μ的出射光可以通过，滤掉波长低于μ的出射光。
在一些可能的实施例中，如图1和图2所示，上述第三光引导组件包括沿照明光的传播方向依次设置的第四反射镜430、第五反射镜410和可插拔反射镜400；在观测装置60运行过程中，可插拔反射镜400设置在第三二向色镜300与荧光检测装置50之间。
进一步地，如图1和图2所示，观测装置60还包括镜筒440，第四反射镜430设置在镜筒440内；镜筒440设置有第一开口、第二开口和第三开口；照明光经第一开口进入镜筒440，并经第四反射镜430反射后，从第二开口出射到第五反射镜410；漫反射光经第二开口进入镜筒440，并经第三开口进入图像传感器450。
进一步地，图像传感器450可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)图像传感器。白光光源420可以通过光纤直接接在镜筒440的第一开口上。可通过调整第五反射镜410所在的反射镜架上的调节旋钮，使照明区域呈现在视野中央，以便寻找需要检测的样品位置，开展实验。
进一步地，上述所有二向色镜(第一二向色镜150、第二二向色镜160和第三二向色镜300)和反射镜(第一反射镜120、第二反射镜130、第三反射镜310、第四反射镜430和第五反射镜410)均安装在笼式系统中，且相互之间通过笼杆相连接，这样可以保证光路的稳定性；所有光纤耦合器(第一光纤耦合器220和第二光纤耦合器350)、光纤准直器320通过转接环安装在反射镜架上，且保证各个镜片的中心在同一水平高度。
本发明实施例提供的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，将二次谐波检测装置和显微荧光光谱检测装置集成在一个光路系统中，同时兼具观测装置，观测装置主要用于实现样品表面白光照明和显微观察的功能。利用该检测系统，能够实现同时开展二次谐波与荧光光谱原位探测，两者均能够各自完整、独立运行而互相不干扰，整套系统的可调性高，能够通过调整实现信号最大化，且有较为广阔的空间放置加载装置，可以实时观测样品在各种应力状态下的变化，实时采集光谱，实现真正意义上的原位和实时测量。
为了便于理解，本发明实施例还提供了上述检测系统的一种可能的实现方式，具体如下：
二次谐波激发装置100可以为飞秒激光器，能够沿第一路径发射800nm的飞秒激光(即第一激光)，沿第一路径依次设有连续衰减片110、第一反射镜120、第二反射镜130、第一偏振片140、第一二向色镜150、第二二向色镜160、1/2波片170、显微物镜镜头180。二次谐波激发装置100发射出的第一激光通过连续衰减片110，第一反射镜120将第一激光反射到第二反射镜130，第一激光经第二反射镜130反射后通过第一偏振片140、第一二向色镜150、第二二向色镜160、1/2波片170、显微物镜镜头180后作用到样品表面，与样品作用后产生400nm的第一出射光，再经过第二二向色镜160反射后进入二次谐波检测装置30。
上述第一二向色镜150和第二二向色镜160均为长波通二向色镜，第一二向色镜150透射高于750nm的激光，反射低于750nm的激光，第二二向色镜160透射高于470nm的激光，反射低于470nm的激光。
上述二次谐波检测装置30包括沿第一出射光的传播方向依次设置的第二偏振片200、第一滤光片210、第一光纤耦合器220、第一光纤和光谱仪230。第二偏振片200为增透膜在400nm的高品质偏振棱镜，其安装在配套的高精度手动旋转安装座或电动旋转安装座上，具有360°连续粗调旋转以及±7°精细度的调节功能。第一滤光片210为400nm带通滤光片，使得400nm左右的出射光可以通过，其余波长的光均不能通过。
参见图3所示的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统中第一光纤耦合器的安装结构示意图，设以虚线箭头表示的信号沿X轴方向射入，第一光纤耦合器220通过转接环固定在反射镜架510上，反射镜架510的中间为一英寸的环形孔，刚好能使柱形的第一光纤耦合器220插入并固定于孔中，然后再将第一光纤560与第一光纤耦合器220相连，以将信号传递至光谱仪230中。其中反射镜架510具有调整角度的功能，使信号能垂直入射至第一光纤耦合器220。反射镜架510通过底座和支杆520固定在三轴位移台上，三轴位移台包括纵向位移台530和横向位移台540，三轴位移台通过转接板550固定在面包板或桌子上。其中，纵向位移台530可以使其上的部件沿Z轴方向移动；横向位移台540可以使其上的部件沿Y轴方向移动；纵向位移台530和横向位移台540可以使第一光纤耦合器220的中心能对准信号；转接板550可以方便该部分与面包板或桌子相连。通过操纵三轴位移台和反射镜架510的调整按钮以及第一光纤耦合器220上的调整螺丝，可实现任意方向上的调整，保证出射光更加准直地进入光谱仪230中，保证接收到的信号为最强信号。
荧光激发装置330能够沿第二路径发射出532nm的第二激光，沿第二路径依次设有第二光纤、光纤准直器320、第三反射镜310、第三二向色镜300。荧光激发装置330发射出的第二激光通过第二光纤进入到光纤准直器320，再由第三反射镜310将第二激光反射到第三二向色镜300，第二激光经第三二向色镜300反射和第一二向色镜150反射后，通过第二二向色镜160和1/2波片170作用到样品表面，与样品作用后产生第二出射光，再通过1/2波片170和第二二向色镜160，由第一二向色镜150反射后通过第三二向色镜300，进入荧光检测装置50。
第三二向色镜300为长波通二向色镜，起始波长为550nm，波长低于550nm的光会被反射，波长高于550nm的光会通过该第三二向色镜300。
光纤准直器320通过转接环固定在反射镜架上，可通过同时调节反射镜架和第三反射镜310所在镜架上的调节旋钮来调节第二激光，使其与第一激光在合光组件20处同轴，以便准确聚焦到样品表面，保证测量结果的准确性。
在测量荧光信号(即第二出射光)时，可插拔反射镜400需要拔除，以便荧光信号能通过安装可插拔反射镜400的笼式系统进入荧光检测装置50。
荧光检测装置50包括沿第二出射光的传播方向依次设置的第二滤光片340、第二光纤耦合器350、第三光纤和摄谱仪360。第二滤光片340为起始波长为550nm的长波通滤光片，使得第二出射光中波长高于550nm的出射光可以通过，滤掉波长低于550nm的出射光。第二光纤耦合器350的固定方式和固定机构均可以与第一光纤耦合器220的固定方式和固定机构相同，这里不再赘述。
观测装置60包括白光光源420、镜筒440、图像传感器450、第四反射镜430、第五反射镜410和可插拔反射镜400，在观察样品时，需插上可插拔反射镜400。白光光源420发出的照明光，沿第三路径依次由第四反射镜430、第五反射镜410、可插拔反射镜400反射后，再通过第三二向色镜300，经由第一二向色镜150反射后通过第二二向色镜160作用到样品表面，照明光经过样品表面漫反射后经第二二向色镜160，由第一二向色镜150反射后通过第三二向色镜300，再依次通过可插拔反射镜400、第五反射镜410、第四反射镜430反射后经镜筒440进入图像传感器450形成图像，实现对样品表面的观察。
本发明实施例成功搭建了二次谐波与荧光光谱联用系统，解决了两者难以联用的难题，突破了现有的非联用系统测量时非原位/非实时、可靠性差、分辨率低等缺陷，能够实现实时、原位、协同的荧光光谱探测、二次谐波探测与显微观测。
本发明实施例还提供了一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法，该方法应用于上述的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统。具体地，参见图4所述的一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法的流程示意图，该方法主要包括如下步骤S602～步骤S606：
步骤S602，启动观测装置，以确定样品的检测区域。
步骤S604，关闭观测装置。
步骤S606，启动二次谐波激发装置、二次谐波检测装置、荧光激发装置和荧光检测装置，以对样品的检测区域同时进行二次谐波检测和荧光检测。
本实施例所提供的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法，其实现原理及产生的技术效果和前述二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统实施例相同，为简要描述，二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法实施例部分未提及之处，可参考前述二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统实施例中相应内容。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，其特征在于，包括二次谐波激发装置、第一光引导组件、合光组件、二次谐波检测装置、荧光激发装置、第二光引导组件、荧光检测装置和观测装置；
所述二次谐波激发装置用于向所述第一光引导组件发射第一激光；所述第一光引导组件用于将所述第一激光引导至所述合光组件；所述第一激光经所述合光组件入射到样品表面，并与所述样品作用后产生第一出射光；所述第一出射光经所述合光组件进入所述二次谐波检测装置；
所述荧光激发装置用于向所述第二光引导组件发射第二激光，所述第二光引导组件用于将所述第二激光引导至所述合光组件；所述第二激光经所述合光组件入射到所述样品表面，并与所述样品作用后产生第二出射光；所述第二出射光经所述合光组件进入所述荧光检测装置；
所述观测装置包括白光光源、第三光引导组件和图像传感器；所述白光光源用于发出照明光；所述第三光引导组件用于将所述照明光引导至所述合光组件；所述照明光经所述合光组件入射到所述样品表面，并经所述样品表面的漫反射产生漫反射光；所述漫反射光经所述合光组件和所述第三光引导组件进入所述图像传感器。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述合光组件包括沿所述第一激光的传播方向依次设置的第一二向色镜、第二二向色镜和1/2波片；所述第一二向色镜和所述第二二向色镜均为长波通二向色镜，所述第一二向色镜用于透射所述第一激光，并反射所述第二激光和所述第二出射光；所述第二二向色镜用于透射所述第一激光、所述第二激光和所述第二出射光，并反射所述第一出射光。
3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述合光组件还包括显微物镜镜头和样品台，所述1/2波片设置在所述第二二向色镜和所述显微物镜镜头之间，所述样品台设置在所述显微物镜镜头的正下方，所述样品台用于承载所述样品。
4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第一光引导组件包括沿所述第一激光的传播方向依次设置的第一反射镜、第二反射镜和第一偏振片。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述二次谐波检测装置包括沿所述第一出射光的传播方向依次设置的第二偏振片、第一滤光片、第一光纤耦合器、第一光纤和光谱仪；或者所述二次谐波检测装置包括沿所述第一出射光的传播方向依次设置的光电倍增管和示波器；或者所述二次谐波检测装置包括光谱仪或单光子探测器。
6.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第二光引导组件包括沿所述第二激光的传播方向依次设置的第二光纤、光纤准直器、第三反射镜和第三二向色镜；所述第三二向色镜为长波通二向色镜，所述第三二向色镜用于反射所述第二激光，并透射所述第二出射光。
7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述荧光检测装置包括沿所述第二出射光的传播方向依次设置的第二滤光片、第二光纤耦合器、第三光纤和摄谱仪。
8.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述第三光引导组件包括沿所述照明光的传播方向依次设置的第四反射镜、第五反射镜和可插拔反射镜；在所述观测装置运行过程中，所述可插拔反射镜设置在所述第三二向色镜与所述荧光检测装置之间。
9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述观测装置还包括镜筒，所述第四反射镜设置在所述镜筒内；
所述镜筒设置有第一开口、第二开口和第三开口；所述照明光经所述第一开口进入所述镜筒，并经所述第四反射镜反射后，从所述第二开口出射到所述第五反射镜；所述漫反射光经所述第二开口进入所述镜筒，并经所述第三开口进入所述图像传感器。
10.一种二次谐波与荧光光谱原位联用的检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一项所述的二次谐波与荧光光谱原位联用的检测系统，所述方法包括：
启动所述观测装置，以确定所述样品的检测区域；
关闭所述观测装置；
启动所述二次谐波激发装置、所述二次谐波检测装置、所述荧光激发装置和所述荧光检测装置，以对所述样品的检测区域同时进行二次谐波检测和荧光检测。
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