CN115046933B - 微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，包括高纯度圆偏振检测光系统、二维高精度选区系统、光谱采集系统和数据分析系统；所述高纯度圆偏振检测光系统包括氙灯光源以及沿光路方向依次设置在同一条直线A上的第一透镜、线偏振片、1/4波片、第一物镜、样品台、第二物镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述二维高精度选区系统包括设置在第三透镜和第四透镜之间的位置可变的第二反射镜、设置在第二透镜和第三透镜之间孔径光阑和CCD成像系统；本发明光路结构简单且集成了微区圆二色谱和圆偏振发光检测，且可采集微米级别区域的光谱学信息，可实现待测固体样品共定位的CD检测、共定位的CPL检测、以及CPL光波导检测。
Description
技术领域
本发明涉及显微成像技术领域。具体地说是微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置。
背景技术
圆二色谱(CD)反映的是物体对于左旋圆偏振光和右旋圆偏振光吸收的差异，得到的具有吸收率之差的光谱称为圆二色谱，圆二色谱研究的是物质基态的手性结构信息。圆偏振发光(CPL)是指手性发光体系发射出具有差异的左旋和右旋圆偏振光的现象，圆偏振发光L反映的是手性发光体系的激发态结构信息。圆二色谱研究的是物质基态的手性结构信息，而圆偏振发光反映的是手性发光体系的激发态结构信息。相对于线偏振，圆偏振光包含丰富的光信息，具有高的光学敏感性和光学分辨率，因而这种分析技术在3D显示、信息存储与处理、圆偏振发光激光、生物探针、光催化不对称合成等领域具有广泛的应用前景。
然而，商用圆二色谱和圆偏振发光测试仪器彼此独立，无法在一个设备上实现两种光谱的测量。尤其是，近年来高分辨存储和像素显示技术蓬勃发展，对微米尺度的光学器件实现圆二色谱和圆偏振发光以及光波导等相关检测提出了更高的要求。显微光学领域中在微小区域采集到此类有效光谱学信息成为还需解决的问题。商用的圆二色谱谱仪都主要以测试液体的圆二色谱而设计的，在固体圆二色谱的测试上还存在非常大的困难，目前没有成熟的光谱设备能同时满足圆二色谱和圆偏振发光的测试，且在显微光学领域中也没有相应的光谱设备能够满足相关测试。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可实现固态样品光谱采集、选区以及同时检测圆偏振发光的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，包括高纯度圆偏振检测光系统、二维高精度选区系统、光谱采集系统和数据分析系统；
所述高纯度圆偏振检测光系统包括氙灯光源以及沿光路方向依次设置在同一条直线A上的第一透镜、线偏振片、1/4波片、第一物镜、样品台、第二物镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述样品台远离氙灯光源的一面用于设置待测样品；所述直线A的一侧设置有激光器，所述第一透镜和线偏振片之间设置有位置可变的第一反射镜，所述第一反射镜具有在直线A上的工作位和避开直线A的等待位，在第一反射镜位于工作位时，所述第一反射镜将激光引入到光路中；所述第一物镜和第二物镜的位置可变从而实现聚焦点位置的调整；
所述二维高精度选区系统包括设置在第三透镜和第四透镜之间的位置可变的第二反射镜、设置在第二透镜和第三透镜之间孔径光阑和设置在直线A一侧的CCD成像系统，所述孔径光阑的孔径大小可变，所述第二反射镜具有位于直线A上的工作位和避开直线A的侧移位，在第二反射镜位于直线A的工作位上时，所述第二反射镜将光路中的光引入到CCD成像系统中；
所述光谱采集系统包括光谱仪，所述CCD成像系统包括CCD相机，所述光谱仪和所述CCD成像系统通讯连接至所述数据分析系统；在光路的头端，氙灯光源发散的光经过第一透镜转变为平行光，或激光器发出的线性激光经第一反射镜引入到光路中，平行光依次经过光路中的线偏振片和1/4波片，由线偏振片转换成左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，第一物镜汇聚圆偏振光于所述样品台的待测样品上，所述第二物镜将光汇聚到孔径光阑的位置，第三透镜将光转换为平行光，光经处于工作位的第二反光镜反射到CCD成像系统上或经第三透镜汇聚到光谱仪的狭缝位置。
进一步的，所述第一物镜和第二物镜分别设置在不同的移动镜架上，所述移动镜架使得第一物镜和第二物镜可在上下左右方向移动。
进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜分别安装在不同的二维平移台上，所述二维平移台使得透镜可在前后左右方向上移动。
进一步的，所述1/4波片安装在电动旋转台上，所述电动旋转台的电机受控于数据分析系统。
进一步的，在使用激光器进行光谱测试时，在光谱仪的狭缝位置安装滤光片。
进一步的，在测试CD光谱时，首先进行选区：调整第一反射镜的位置到等待位、第二反射镜的位置到工作位，第一物镜聚焦圆偏振光聚焦到样品台的待测样品上，通过调整孔径光阑的孔径大小控制样品表面光斑范围的采集面积，同时通过CCD相机对待测样品的位置和选取的范围进行监测进行选取；选取完成后，调整第二反射镜至侧移位，光进入光谱仪进行CD光谱检测。
进一步的，在测试共定位CPL光谱时，移动第一反射镜至工作位，将激光器的线性激光引入光路中，光谱仪收集传递的光进行检测；
在测试CPL光波导光谱，待测样品为有机无机晶体，移动第一物镜使激光聚焦在待测样品上，并对准待测样品晶体的一端激发，此时光波导从待测样品的另一端传出，移动第二物镜对准光波导的位置进行光的收集和传递，光谱仪收集传递的光进行检测。
进一步的，所述数据分析系统包括数据分析与整合单元和控制单元，所述数据分析与整合单元接收光谱仪发送的携带样品信息的圆偏振光信息，并将光信号转换为电信号以光谱的强度和波长信息作为输出对象，实现光学数据的精确处理；所述控制单元在检测过程中控制1/4波片的旋转、以及第一物镜和第二物镜的移动镜架移动。
进一步的，所述数据分析系统根据用户设定的曝光时间、中心波长、测试次数和测试类型整合和分析偏振光信息。
进一步的，所述数据分析系统在分析CD光谱前，先进行基底白光的采集，得到环境背景光的扣除参数。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
本发明不仅能够高效分辨左右旋圆偏振吸收的差异，得到CD光谱，且相比于已有的圆二色谱测试装置通过设置二维高精度选区系统实现了对待测样品的任意位置进行自由选区；还可以同时对固体样品的圆偏振发光进行测试；通过设置位置可调的第一物镜和第二物镜，实现了对待测样品的扫描以及微纳晶的波导，实现了共定位CPL和波导发光光谱的检测以及自由切换；
本发明的测试装置相比于传统的圆二色光谱仪复杂的调制光路，光路结构简单且集成了微区圆二色谱和圆偏振发光检测于一体，且可采集微米级别区域的光谱学信息，可实现待测固体样品共定位的CD、共定位CPL检测、以及CPL光波导检测，满足了研究人员对于此类光谱检测的需求。
附图说明
图1为本发明实施例进行选区时的结构示意图；
图2为本发明实施例进行CD光谱测试时的结构示意图；
图3为本发明实施例进行CPL测试时的结构示意图；
图4为本发明实例进行测试共定位CPL光谱时部分光路示意图；
图5为本发明实例进行测试CPL光波导时部分光路示意图；
图6为本发明实施例的测试流程图。
图中附图标记表示为：氙灯光源-1、第一透镜-2、第一反射镜-3、激光器-4、线偏振片-5、1/4波片-6、第一物镜-7、样品台-8、待测样品-9、第二物镜-10、第二透镜-11、孔径光阑-12、第三透镜-13、第二反射镜-14、CCD相机-15、第四透镜-16、光谱仪-17。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1至图3所示，微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，包括高纯度圆偏振检测光系统、二维高精度选区系统、光谱采集系统和数据分析系统；所述光谱采集系统由光谱仪17实现采集，所述CCD成像系统包括CCD相机15，所述光谱仪17和所述CCD成像系统通讯连接至所述数据分析系统，所述数据分析系统自动对光谱采集系统所采集的所有数据进行处理与整合，所述数据分析主要采用LightField光场软件进行分析；
所述高纯度圆偏振检测光系统包括氙灯光源1以及沿光路方向依次设置在同一条直线A上的第一透镜2、线偏振片5、1/4波片6、第一物镜7、样品台8、第二物镜10、第二透镜11、第三透镜13和第四透镜16，所述样品台8远离氙灯光源1的一面用于设置待测样品9；所述直线A的一侧设置有激光器4，所述第一透镜2和线偏振片5之间设置有位置可变的第一反射镜3，所述第一反射镜3具有在直线A上的工作位和避开直线A的等待位，在第一反射镜3位于工作位时，所述第一反射镜3将激光引入到光路中；第一透镜2用于将光转变为平行光，平行光依次经过光路中的线偏振片5和1/4波片6，由线偏振光转换成圆偏振光，所述第一物镜7用于将圆偏振光汇聚，照射到样品台8的待测样品9上，所述第二物镜10将光转变形平行光后继续向后传递；氙灯光源1为测试CD光谱时所用的光源，波长范围为280nm-980nm；激光器4为测试CPL光谱时所有的光源，激光器4发出高强度线性激光，所用波长为405nm，所述第一物镜7和第二物镜10分别设置在不同的移动镜架上，移动镜架可以是手动控制移动也可以是电动控制移动；本发明中的光路可以横向设置或是竖向设置，在本发明中，如图1至图3所示，采用横向设置的光路进行描述说明，所述移动镜架使得第一物镜7和第二物镜10可在上下左右方向移动，从而实现聚焦点位置的调整；
所述二维高精度选区系统包括设置在第三透镜13和第四透镜16之间的位置可变的第二反射镜14、设置在第二透镜11和第三透镜13之间孔径光阑12和设置在直线A一侧的CCD成像系统，所述孔径光阑12的孔径大小可变，所述第二反射镜14具有位于直线A上的工作位和避开直线A的侧移位，在第二反射镜14位于直线A的工作位上时，所述第二反射镜14将光路中的光引入到CCD成像系统中；所述孔径光阑12可以根据检测的需要，选择采集待测样品9表面区域的大小，所述的CCD相机15用来实时观测选区的范围和待测样品9的实空间成像。
进一步的，第一反射镜3安装在第一回覆板上，第二反射镜14安装在第二回覆板上，当需要使用反射镜时，通过掰动对应的回覆板将反射镜引入到光路中，从而便捷的实现反射镜在光路中的进出；在一个实施例中，回覆板采用开合的方式带动着反射镜对采集光路进行阻断和通过；第一反射镜的回覆板通过支架安装在第一透镜2的二维平移台上，第二反射镜14的回覆板通过支架安装在第四透镜16的二维平移台上。进一步的，如图1至图3所示，为了方便光路的调节，所述第一透镜2、第二透镜11、第三透镜13和第四透镜16分别安装在不同的二维平移台上，所述二维平移台使得透镜可在前后左右方向上移动，由设置在前后方向和左右方向上的两个千分尺控制，直线度0.005mm，灵敏度0.002-0.003mm。
进一步的，所述1/4波片6安装在旋转台上，且具有两个定位角度，使得在定位角度的所述1/4波片6与偏振片的夹角保持45°，将线偏振光转换为纯净的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，优选的，所述1/4波片6安装在电动旋转台上，所述电动旋转台的电机受控于数据分析系统，实现左旋圆偏振光和右旋圆偏振光精准的自动化调控。
进一步的，在使用激光器4进行光谱测试时，在光谱仪17的狭缝位置安装滤光片，确保高强度的激光不会直接进入的光谱仪17内，避免激光对光谱仪17造成不可恢复的损伤。
本发明通过建立高纯度圆偏振检测光系统、二维高精度选区系统、光谱采集系统、数据分析系统，实现固态样品CD光谱的采集，利用可移动位置的第一物镜7和第二物镜10实现CPL光谱以及CPL光波导的自由切换，本发明在一个设备上实现了待测样品9共定位的CD和CPL检测，解决了研究人员对此类光谱检测的需求。
实施例2
本实施例中，对在氙灯光源1下进行待测样品9CD光谱检测的光路具体结构和过程进行说明。
在测试共定位的CD光谱时，先进行选区，再进行CD光谱检测；
如图1所示，选区时，调整第一反射镜3的位置到等待位、第二反射镜14的位置到工作位，使氙灯光源1的发出的光经光路传递至CC相机15；具体的，氙灯光源1发射出的光经过第一透镜2转变为平行光，该平行光经线偏振片5和1/4波片6的中心，将线偏振光转换为圆偏振光，所述1/4波片6与线偏振片5的夹角始终保持45°，圆偏振光为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，所述圆偏振光经第一物镜7后聚焦到样品台8的待测样品9上，待测样品9为具有一定形貌的固体样品，能在实空间像处清晰的观察到样品像；携带着待测样品9CD信息的圆偏振光经第二物镜10转变为平行光，所述平行光经第二透镜11后将光汇聚到孔径光阑12的位置，即孔径光阑12位于第二物镜10一倍焦距、实空间的成像点位置，通过控制光束能量即能够控制光谱采集在待测样品9表面的光斑范围，在高精度选区系统中，利用孔径光阑12实现对待测样品9测试区域的自由选择，这面孔径光阑12控制采集区域最小面积为直径为12μm的圆，圆偏振光经过第三透镜13转变为平行光，该平行光被第二反射镜14反射到CCD相机15，从而所述CCD相机15可以实时对样品的位置和选区的范围进行监测；
选区完成后，进行CD光谱检测：光谱仪17狭缝位于第四透镜16的一倍焦距处，如图2所示，从光路上移走第二反射镜14后，第四透镜16能将氙灯光源1的光汇聚到光谱仪17狭缝的位置，待测样品9CD信息光进入光谱仪17，光谱仪17进行采集和分析。
实施例3
本实施例中，对在激光器4光源下进行待测样品9共定位的CPL及CPL光波导光谱检测的光路具体结构和过程进行说明。
如图3所示，将第一反射镜3移动至光路上，将激光器4发出的线性激光从第一反射镜3引入到该光路中，通过调整第一物镜7和第二物镜10的位置来改变光在待测样品9上的聚焦位置以及光采集位置，来实现共定位的CPL及CPL光波导光谱检测的切换。
具体的，当测试共定位CPL光谱时，如图4所示，第一物镜7和第二物镜10的一倍焦点位于待测样品平面的中央区域，使用第一物镜7聚焦的光对待测样品进行激发，同时使用第二物镜10进行检测光的收集和传递，光谱仪17收集传递的光进行检测；
具体的，当检测待测样品9为有机无机晶体的CPL光波导行为时，如图5所示，移动第一物镜7使激光聚焦在待测样品9上，并对准待测样品9晶体的一端激发，以微米带为例，此时光波导从晶体另一端传出，移动第二物镜10对准光波导的位置进行检测光的收集和传递，光谱仪17收集传递的光进行检测。光波导检测与共定位CPL光谱检测的区别即在于移动第一物镜和第二物镜对晶体样品的不同位置激发以及进行不同位置的采集。
实施例4
本实施例中，对所述数据分析系统的实施过程进行说明。
所述光谱仪17作为光谱采集系统的核心仪器，实现对携带样品信息的圆偏振光信息的抓取，通过与数据分析系统连接，圆偏振光谱信息就会经过电脑的数据分析与整合，把光信号转换为电信号以光谱的强度和波长信息作为输出对象，实现光学数据的精确处理。数据分析系统包括搭载在电脑上的LightField光场软件。
如图4所示，所述数据分析系统，首先需要对环境背景光的扣除，在电脑上调整曝光时间、平均次数和采集光谱中心波长等参数，可以理解，所述平均次数越多，光谱的精确度越高，本实施例中设置的平均次数为20次，使得光谱的分辨率能够达到0.1nm；所述中心波长的设置决定了光谱所采集的范围，即中心波长±130nm的区域；根据不同的测试需求，决定该程序是否需要应用公式。采集CD光谱时，还需要采集基底白光，这是由于两个物镜构成的共聚焦方式所对待测样品9的透过式吸收不同，需对无待测样品9时相同环境的干净基底(一个空载的玻璃片)进行白光的采集。用It/I0表示光线透过介质的能力，称为透光率，以T表示，即T＝It/I0；取透光率倒数的对数作为吸光度，用A来表示，A＝Ig(1/T)＝lg(I0/It)，然后进一步通过程序把透射公式应用于CD测试的文件。之后，把样品台8上的干净基底(空载的玻璃片)换成待测样品9，通过电脑操控搭载1/4波片6的电动旋转台的电机调整1/4波片6的角度，将激光的光转变成纯净的左右旋光后分别透过待测样品9，此时样品发出的具有左右旋差异的光经过光谱仪17和程序的分析得到明显差异的吸收谱；
测试CPL光谱无需应用公式，结合具体实施例3中的第一物镜7和第二物镜10的描述进行布设后采集光谱，注意在测试CPL发射光谱时需要在进入光谱仪17的狭缝位置装上所需滤光片，确保高强度的激光不会直接进入的光谱仪17内，避免激光对光谱仪17造成不可恢复的损伤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (10)
1.微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，包括高纯度圆偏振检测光系统、二维高精度选区系统、光谱采集系统和数据分析系统；
所述高纯度圆偏振检测光系统包括氙灯光源(1)以及沿光路方向依次设置在同一条直线A上的第一透镜(2)、线偏振片(5)、1/4波片(6)、第一物镜(7)、样品台(8)、第二物镜(10)、第二透镜(11)、第三透镜(13)和第四透镜(16)，所述样品台(8)远离氙灯光源(1)的一面用于设置待测样品(9)；所述直线A的一侧设置有激光器(4)，所述第一透镜(2)和线偏振片(5)之间设置有位置可变的第一反射镜(3)，所述第一反射镜(3)具有在直线A上的工作位和避开直线A的等待位，在第一反射镜(3)位于工作位时，所述第一反射镜(3)将激光引入到光路中；所述第一物镜(7)和第二物镜(10)的位置可变从而实现聚焦点位置的调整；
所述二维高精度选区系统包括设置在第三透镜(13)和第四透镜(16)之间的位置可变的第二反射镜(14)、设置在第二透镜(11)和第三透镜(13)之间孔径光阑(12)和设置在直线A一侧的CCD成像系统，所述孔径光阑(12)的孔径大小可变，所述第二反射镜(14)具有位于直线A上的工作位和避开直线A的侧移位，在第二反射镜(14)位于直线A的工作位上时，所述第二反射镜(14)将光路中的光引入到CCD成像系统中；
所述光谱采集系统包括光谱仪(17)，所述CCD成像系统包括CCD相机(15)，所述光谱仪(17)和所述CCD成像系统通讯连接至所述数据分析系统；在光路的头端，氙灯光源(1)发散的光经过第一透镜(2)转变为平行光，或激光器(4)发出的线性激光经第一反射镜(3)引入到光路中，平行光依次经过光路中的线偏振片(5)和1/4波片(6)，由线偏振片(5)转换成左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，第一物镜(7)汇聚圆偏振光于所述样品台(8)的待测样品(9)上，所述第二物镜(10)将光汇聚到孔径光阑(12)的位置，第三透镜(13)将光转换为平行光，光经处于工作位的第二反光镜反射到CCD成像系统上或经第三透镜(13)汇聚到光谱仪(17)的狭缝位置。
2.根据权利要求1所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述第一物镜(7)和第二物镜(10)分别设置在不同的移动镜架上，所述移动镜架使得第一物镜(7)和第二物镜(10)可在上下左右方向移动。
3.根据权利要求2所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述第一透镜(2)、第二透镜(11)、第三透镜(13)和第四透镜(16)分别安装在不同的二维平移台上，所述二维平移台使得透镜可在前后左右方向上移动。
4.根据权利要求1所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述1/4波片(6)安装在电动旋转台上，所述电动旋转台的电机受控于数据分析系统。
5.根据权利要求1所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，在使用激光器(4)进行光谱测试时，在光谱仪(17)的狭缝位置安装滤光片。
6.根据权利要求1所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，在测试CD光谱时，首先进行选区：调整第一反射镜(3)的位置到等待位、第二反射镜(14)的位置到工作位，第一物镜(7)聚焦圆偏振光聚焦到样品台(8)的待测样品(9)上，通过调整孔径光阑(12)的孔径大小控制样品表面光斑范围的采集面积，同时通过CCD相机(15)对待测样品(9)的位置和选取的范围进行监测进行选取；选取完成后，调整第二反射镜(14)至侧移位，光进入光谱仪(17)进行CD光谱检测。
7.根据权利要求1所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，在测试共定位CPL光谱时，移动第一反射镜(3)至工作位，将激光器(4)的线性激光引入光路中，光谱仪(17)收集传递的光进行检测；
在测试CPL光波导光谱，待测样品(9)为有机无机晶体，移动第一物镜(7)使激光聚焦在待测样品(9)上，并对准待测样品(9)晶体的一端激发，此时光波导从待测样品(9)的另一端传出，移动第二物镜(10)对准光波导的位置进行光的收集和传递，光谱仪(17)收集传递的光进行检测。
8.根据权利要求2所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述数据分析系统包括数据分析与整合单元和控制单元，所述数据分析与整合单元接收光谱仪发送的携带样品信息的圆偏振光信息，并将光信号转换为电信号以光谱的强度和波长信息作为输出对象，实现光学数据的精确处理；所述控制单元在检测过程中控制1/4波片(6)的旋转、以及第一物镜(7)和第二物镜(10)的移动镜架移动。
9.根据权利要求8所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述数据分析系统根据用户设定的曝光时间、中心波长、测试次数和测试类型整合和分析偏振光信息。
10.根据权利要求9所述的微区圆二色谱及圆偏振发光的测试装置，其特征在于，所述数据分析系统在分析CD光谱前，先进行基底白光的采集，得到环境背景光的扣除参数。
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Citations (3)
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