CN210571973U

CN210571973U - 一种带有光镊的显微拉曼系统

Info

Publication number: CN210571973U
Application number: CN201921219180.7U
Authority: CN
Inventors: 卢渊; 董欣云; 郑荣儿
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-07-31

Abstract

本申请公开一种带有光镊的显微拉曼系统，包括：光源、光栅、双波长反射镜、光谱采集模块、光镊‑拉曼效应模块；光源发出的光线包括波长为532nm的连续激光和波长为1064nm的连续激光两部分，波长为1064nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊‑拉曼效应模块，经聚焦后形成光镊；波长为532nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊‑拉曼效应模块，聚焦至样品上激发形成的拉曼信号光透过光栅和双波长反射镜至光谱采集模块。通过光栅、双波长反射镜和多个激光器相结合，解决了现有系统体积大的问题，通过拉曼效应模块捕获样品；整个系统光路布局合理，使用方便。

Description

一种带有光镊的显微拉曼系统

技术领域

本申请涉及一种带有光镊的显微拉曼系统。

背景技术

显微拉曼光谱技术作为一种高分辨率的激光光谱分析技术，已在光谱分析领域得到了长足的发展。具有信息丰富、谱峰带通较狭窄、拉曼位移与入射光频率无关、分析效率高和样品用量少等特点，在众多领域得到广泛应用。

一般来说，实验室的显微共焦拉曼系统利用的是二向色镜对激光器发出的激光进行反射，而二向色镜的反射角度最大只能调节

，所以就导致了激光往往需要多次反射才能保证激光在二向色镜处实现小于

的小角度反射，使得激光器与二向色镜之间的距离比较大，也就导致了系统体积偏大；而且该系统所测量的样品通常为活体生物细胞，难以实现细胞静止测量。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种带有光镊的显微拉曼系统，以解决上述问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种带有光镊的显微拉曼系统。

在一些实施例中，所述一种带有光镊的显微拉曼系统包括：光源、光栅、双波长反射镜、光谱采集模块和光镊-拉曼效应模块；所述光源发出的光线包括用于激发出拉曼信号的波长为532nm的连续激光和用于形成光镊的波长为1064nm的连续激光两部分，波长为1064nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，经聚焦后形成光镊；波长为532nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，聚焦至样品上激发形成的拉曼信号光透过光栅和双波长反射镜至光谱采集模块；

所述光谱采集模块包括光谱仪、光纤、第一透镜和带通滤光片，光谱仪通过光纤接收透过第一透镜的拉曼信号光，所述带通滤光片设置于第一透镜和双波长反射镜之间的光路上；

所述光镊-拉曼效应模块包括宽带反射镜、显微物镜和操作台，经过双波长反射镜反射的波长为1064nm的连续激光透过光栅，再经过宽带反射镜，反射至显微物镜后聚焦至操作台上，在样品位置形成光镊；经过双波长反射镜反射的波长为532nm的连续激光透过光栅，再经过宽带反射镜，反射至显微物镜后聚焦至操作台上，照射样品产生拉曼信号光。

可选地，还包括成像模块，成像模块包括分光镜、第二透镜和相机，所述分光镜设置于反射镜与显微物镜之间的光路上，波长为532nm的连续激光经宽带反射镜反射至分光镜，并通过分光镜经显微物镜聚焦于操作台及操作台上的样品，操作台上的样品的散射光经分光镜部分反射至第二透镜，并聚焦成像于相机中。

可选地，光源包括两组光源，两组光源分别对称设置于光栅的两侧，且分别位于光栅的单色光一级衍射位置。

可选地，波长为1064nm的连续激光通过波长为1064nm的激光器发出，波长为532nm的连续激光通过波长为532nm的激光器发出。

可选地，光纤接收来自第一透镜的拉曼信号光的端部设有光纤适配器。

可选地，光栅为透射式衍射光栅。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过光栅、双波长反射镜和多个激光器相结合，解决了现有系统体积大的问题，同时多个激光器联合使用也解决了能量低的问题，通过拉曼效应模块固定样品；整个系统光路布局合理，使用方便。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据示例性实施例示出的一种带有光镊的显微拉曼系统的光路布局示意图。

附图标记：

1、光谱仪；2、光纤；3、光纤适配器；4、第一透镜；5、带通滤光片；6、双波长反射镜；7、光栅；8、波长为1064nm的激光器；9、波长为532nm的激光器；10、宽带反射镜；11、分光镜；12、相机；13、显微物镜；14、操作台；15、第二透镜；100、信号光；200、激光。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本公开实施例提出了一种带有光镊的显微拉曼系统，包括：光源、光栅7、双波长反射镜6、光谱采集模块和光镊-拉曼效应模块；所述光源发出的光线包括用于激发出拉曼信号的波长为532nm的连续激光和用于形成光镊的波长为1064nm的连续激光两部分，波长为1064nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，经聚焦后形成光镊；波长为532nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，聚焦至样品上激发形成的拉曼信号光透过光栅和双波长反射镜至光谱采集模块；

所述光谱采集模块包括光谱仪1、光纤2、第一透镜4和带通滤光片5，光谱仪通过光纤接收透过第一透镜的拉曼信号光，所述带通滤光片设置于第一透镜和双波长反射镜之间的光路上；

所述光镊-拉曼效应模块包括宽带反射镜10、显微物镜13和操作台14，经过双波长反射镜反射的波长为1064nm的连续激光透过光栅，再经过宽带反射镜，反射至显微物镜后聚焦至操作台上，在样品位置形成光镊；经过双波长反射镜反射的波长为532nm的连续激光透过光栅，再经过宽带反射镜，反射至显微物镜后聚焦至操作台上，照射样品产生拉曼信号光。

可选地，光栅为透射式衍射光栅。

可选地，还包括成像模块，成像模块包括分光镜11、第二透镜15和相机12，所述分光镜设置于反射镜与显微物镜之间的光路上，波长为532nm的连续激光经宽带反射镜反射至分光镜，并通过分光镜经显微物镜聚焦于操作台及操作台上的样品，操作台上的样品的散射光经分光镜部分反射至第二透镜，并聚焦成像于相机中。

操作台上的样品产生的信号光，即为信号光100光线，在经过分光镜时，光线在分光镜处被分为两部分，有一部分经过第二透镜聚焦并成像于相机，另一部分经分光镜、宽带反射镜10、光栅7、双波长反射镜6、带通滤光片5和第一透镜4会聚至光纤适配器3，再经光纤2传导进入光谱仪1。

可选地，光源包括两组光源，两组光源分别对称设置于光栅的两侧，且分别位于光栅的单色光一级衍射位置。光源为单色连续激光光源。

可选地，波长为1064nm的连续激光通过波长为1064nm的激光器8发出，波长为532nm的连续激光过波长为532nm的激光器9发出。

可选地，光纤接收来自第一透镜的拉曼信号光的端部设有光纤适配器3。

采用上述实施例，通过光栅、双波长反射镜和多个激光器相结合，解决了拉曼系统体积大的问题，同时1064nm激光更易实现光镊作用，通过拉曼效应模块固定样品；双波长反射镜对波长为532nm的连续激光和波长为1064nm的连续激光进行反射，对拉曼信号光进行透射；发出波长为532nm的连续激光的激光器和发出波长为1064nm的连续激光的激光器位于透射式衍射光栅的1064nm和532nm单色光一级衍射位置，透过光栅后，在光栅的零级位置，即光栅的法线位置处合束为含有波长为532nm连续激光和波长为1064nm连续激光的复色激光，由双波长反射镜反射通过衍射光栅后，形成激光光线200；通过上述光路设计减小了系统的体积，而且更易获得较高的分辨率；整个系统产生的信号光最终经第一透镜会聚于光纤适配器，经过与光纤适配器相连的光纤传导至光谱仪，实现光谱信号的传输和探测。

由于激光聚集可形成光阱，微小物体受光压而被束缚在光阱处，移动光束使微小物体随光阱移动，借此可在显微镜下对微小物体进行的移位或操作。光镊，又被称为单光束梯度力光阱，捕获微小粒子的光镊是一个特别的光场，这个光场与物体相互作用时，物体整个受到光的作用从而达到被钳的效果，然后可以通过移动光束来实现迁移物体的目的。

本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，包括：光源、光栅、双波长反射镜、光谱采集模块和光镊-拉曼效应模块；所述光源发出的光线包括用于激发出拉曼信号的波长为532nm的连续激光和用于形成光镊的波长为1064nm的连续激光两部分，波长为1064nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，经聚焦后形成光镊；波长为532nm的连续激光透过光栅经双波长反射镜反射至光镊-拉曼效应模块，聚焦至样品上激发形成的拉曼信号光透过光栅和双波长反射镜至光谱采集模块；

2.如权利要求1所述的一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，还包括成像模块，成像模块包括分光镜、第二透镜和相机，所述分光镜设置于反射镜与显微物镜之间的光路上，波长为532nm的连续激光经宽带反射镜反射至分光镜，并通过分光镜经显微物镜聚焦于操作台及操作台上的样品，操作台上的样品的散射光经分光镜部分反射至第二透镜，并聚焦成像于相机中。

3.如权利要求1所述的一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，光源包括两组光源，两组光源分别对称设置于光栅的两侧，且分别位于光栅的单色光一级衍射位置。

4.如权利要求1所述的一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，波长为1064nm的连续激光通过波长为1064nm的激光器发出，波长为532nm的连续激光通过波长为532nm的激光器发出。

5.如权利要求1所述的一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，光纤接收来自第一透镜的拉曼信号光的端部设有光纤适配器。

6.如权利要求1所述的一种带有光镊的显微拉曼系统，其特征在于，光栅为透射式衍射光栅。