【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深紫外荧光成像和光谱分析领域，具体涉及一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置。
技术介绍
1、在生物医学、环境科学和材料科学等领域中，对微观结构进行显微荧光成像和荧光光谱分析的需求日益增长。例如，在生物医学中，可以为细胞成像、生物组织成像、药物筛选和癌症检测等领域提供光学显微分辨率下待测样品的光谱信息和空间定位信息；在环境科学领域中，可以更全面地了解环境样品的性质、组成和污染状况，为环境监测和保护提供科学依据。
2、特别地，在材料科学领域中，对半导体材料的微观结构进行显微荧光成像和荧光光谱分析，可以便于为半导体材料的物理研究和光学性质表征提供更多视角，进而对尚处于探索阶段的材料生长研究起到有力的推动作用。因此，提供一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置显得尤为重要。
技术实现思路
1、鉴于存在的上述问题，本专利技术基于传统光学显微镜，提供一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置，通过用深紫外激光激发出待测样品的荧光，可以在获取待测样品的表面形貌时，既能进行高分辨率的荧光成像，又能获得光谱学数据。
2、本专利技术提供一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置100，包括：深紫外激发光模块1，用于产生和发射深紫外激光，所述深紫外激光用于激发出待测样品200的荧光；光学显微镜模块2，与所述深紫外激发光模块1相连，所述光学显微镜模块2包括依次间隔设置的二向色镜21、长波通滤光镜22和第一分光镜23，其中，所述二向色镜2
3、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述装置100还包括：扩束准直模块5，设置于所述深紫外激发光模块1和所述光学显微镜模块2之间，所述扩束准直模块5包括平凹透镜51和平凸透镜52，所述平凹透镜51用于将所述深紫外激光扩束，所述平凸透镜52用于将扩束后的深紫外激光准直后传递至所述二向色镜21。
4、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述深紫外激发光模块1包括锁模超快激光器11和倍频组件12，所述锁模超快激光器11用于产生所述深紫外激光，所述倍频组件12用于对产生的深紫外激光的波长进行二倍频、三倍频或四倍频调节。
5、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述深紫外激光的波长调节范围为177～280nm。
6、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述长波通滤光镜22为能够反射所述深紫外激光且透过大于所述深紫外激光的波长的滤光片，所述滤光片根据所述深紫外激光的波长的变化而选用不同规格的滤光片。
7、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述光学显微镜模块2还包括：卤素灯24、第二分光镜25、物镜26和目镜27，所述第二分光镜25和所述物镜26设置在所述二向色镜21和所述待测样品200之间，且所述第二分光镜25靠近所述二向色镜21，所述物镜26靠近所述待测样品200，所述目镜27设置于所述ccd相机31和所述第一分光镜23之间，用于将所述第一分光镜23分出的所述第一束荧光聚焦后传递至ccd相机31；其中，所述第二分光镜25用于偏转从所述卤素灯24发射出来的卤素光，使偏转后的卤素光通过所述物镜26照射在所述待测样品200上，然后依次通过物镜26、第二分光镜25、二向色镜21、长波通滤光镜22、第一分光镜23和目镜27以产生可见光波段的光学图像。
8、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述显微荧光成像模块3包括ccd相机31和第一处理终端32，所述ccd相机31捕捉所述第一束荧光形成数字图像后，将所述数字图像发送至所述第一处理终端32进行处理，获得深紫外波段的荧光图像。
9、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述显微荧光成像模块3还用于获得所述可见光波段的光学图像。
10、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述显微荧光光谱模块4包括单色仪41、光电倍增管42、前置放大器43、光子计数器44和第二处理终端45，所述第二束荧光从所述第一分光镜23射出，依次经过所述单色仪41、光电倍增管42、前置放大器43和光子计数器44处理成计数值后，将所述计数值发送至所述第二处理终端45进行处理，获得深紫外波段的荧光光谱；其中，所述单色仪41上设有入射狭缝411和出射缝隙412，所述入射狭缝411和出射狭缝412用于改变所述第二束荧光的通过量，进而控制所述光子计数器44获得的所述第二束荧光的信号强弱，所述信号强弱通过所述光子计数器44的计数值表征。
11、在本专利技术的一些示例性的实施例中，所述待测样品200包括宽带隙半导体材料或超宽带隙半导体材料；其中，所述宽带隙半导体材料包括algan、gan、inaln、zno，所述超宽带隙半导体材料包括aln、bn、金刚石。
12、通过本专利技术的一些示例性的实施例，本专利技术提供的可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置具有如下有益效果：
13、(1)本专利技术基于传统光学显微镜，通过添加深紫外激发光模块、显微荧光成像模块和显微荧光光谱模块等部件，可同时获得可见光波段的光学图像、深紫外波段的显微荧光图像和荧光光谱；
14、(2)本专利技术在获得可见光波段的光学图像、深紫外波段的显微荧光图像和荧光光谱的基础上，整体结构简单，集成度高，便于操作；
15、(3)本专利技术激发波长短、探测波长短，对于待测样品表面缺陷和微观结构检测灵敏度高，可广泛用于宽禁带和超宽禁带半导体材料表面光学性质的研究。
16、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置(100)还包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述深紫外激发光模块(1)包括锁模超快激光器(11)和倍频组件(12)，所述锁模超快激光器(11)用于产生所述深紫外激光，所述倍频组件(12)用于对产生的深紫外激光的波长进行二倍频、三倍频或四倍频调节。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述深紫外激光的波长调节范围为177～280nm。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述长波通滤光镜(22)为能够反射所述深紫外激光且透过大于所述深紫外激光的波长的滤光片，所述滤光片根据所述深紫外激光的波长的变化而选用不同规格的滤光片。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学显微镜模块(2)还包括：卤素灯(24)、第二分光镜(25)、物镜(26)和目镜(27)，所述第二分光镜(25)和所述物镜(26)设置在所述二向色镜(21)和所述待测样品(200)之间，且所述第二分光镜(2
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述显微荧光成像模块(3)包括CCD相机(31)和第一处理终端(32)，所述CCD相机(31)捕捉所述第一束荧光形成数字图像后，将所述数字图像发送至所述第一处理终端(32)进行处理，获得所述深紫外波段的荧光图像。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述显微荧光成像模块(3)还用于获得所述可见光波段的光学图像。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显微荧光光谱模块(4)包括单色仪(41)、光电倍增管(42)、前置放大器(43)、光子计数器(44)和第二处理终端(45)，所述第二束荧光从所述第一分光镜(23)射出，依次经过所述单色仪(41)、光电倍增管(42)、前置放大器(43)和光子计数器(44)处理成计数值后，将所述计数值发送至所述第二处理终端(45)进行处理，获得所述深紫外波段的荧光光谱；
10.根据权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述待测样品(200)包括宽带隙半导体材料或超宽带隙半导体材料；
...【技术特征摘要】
1.一种可同时获得深紫外显微荧光图像和荧光光谱的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置(100)还包括：
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述深紫外激发光模块(1)包括锁模超快激光器(11)和倍频组件(12)，所述锁模超快激光器(11)用于产生所述深紫外激光，所述倍频组件(12)用于对产生的深紫外激光的波长进行二倍频、三倍频或四倍频调节。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述深紫外激光的波长调节范围为177～280nm。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述长波通滤光镜(22)为能够反射所述深紫外激光且透过大于所述深紫外激光的波长的滤光片，所述滤光片根据所述深紫外激光的波长的变化而选用不同规格的滤光片。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学显微镜模块(2)还包括：卤素灯(24)、第二分光镜(25)、物镜(26)和目镜(27)，所述第二分光镜(25)和所述物镜(26)设置在所述二向色镜(21)和所述待测样品(200)之间，且所述第二分光镜(25)靠近所述二向色镜(21)，所述物镜(26)靠近所述待测样品(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹繁秋，王镇，金鹏，屈鹏霏，韩煦，赵志伟，王占国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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