【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料力学与光谱性质研究领域，特别是涉及一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置及方法。
技术介绍
1、afm(atomic force microscopy，原子力显微镜)与光学显微技术的结合已经取得了很多飞跃性的进展，有力地推动了各个领域的科学进步，但现有设备大多关注于将afm和荧光显微成像功能相结合，在提升光学成像分辨率、提高成像速度等方面有很多突破性进展，而对同步的光谱采集功能，尤其是对被afm探针操纵的样品所在的局部空间进行原位光谱测试方面仍然缺乏相关技术。而光谱相对于成像而言能提供更多的信息，通过对荧光光谱的峰位或者强度的变动进行解析，有助于理解分子内部结构的变化。通过将原子力显微镜和荧光光谱相结合，可以在afm探针对目标进行操纵的同时，动态获取其内部结构的变化，对纳米尺度下力化学过程的研究具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置及方法，既能够进行力学操纵和形貌测量又能同步实现荧光成像和光谱采集。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，包括原子力显微镜、光学显微镜、支架组件、合束组件、全内反射激发调节组件、成像光传输组件、反射镜、相机及光谱仪；
4、所述原子力显微镜通过所述支架组件固定在倒置的所述光学显微镜的顶部，且所述原子力显微镜的探针与所述光学显微镜的光学中心重合；所述支架
5、所述合束组件用于将一组不同波长的激光合并为一束激光，然后对所述一束激光依次进行空间滤波及准直后，反射至所述全内反射激发调节组件中；
6、所述全内反射激发调节组件用于对接收到的准直激光进行角度调节，以将所述准直激光送入所述光学显微镜，并聚焦在所述光学显微镜的物镜后焦面上，使得所述准直激光倾斜于光轴，实现全内反射，形成消逝场并激发所述待测样品；
7、所述成像光传输组件用于对所述待测样品受激发产生的荧光信号或散射光信号进行传输及过滤处理，并在所述反射镜处于第一状态时，将处理过的光信号经由所述反射镜送入所述相机，在所述反射镜处于第二状态时，将处理过的光信号经由所述反射镜送入所述光谱仪。
8、可选地，所述支架组件包括支架、第一位置调整机构及第二位置调整机构；所述第一位置调整机构及所述第二位置调整机构均与所述支架固定；
9、所述第一位置调整机构用于放置原子力显微镜扫描头，并带动所述原子力显微镜扫描头移动；所述原子力显微镜扫描头中设置有探针；所述第二位置调整机构用于放置待测样品，并调节所述待测样品的位置；
10、所述第一位置调整机构包括二维位移台及支撑台；所述二维位移台通过槽孔与所述原子力显微镜的一个支脚固定；所述原子力显微镜的另一个支脚通过滑槽与所述支撑台活动连接；所述光学显微镜设置在所述第二位置调整机构的下方；
11、所述第一位置调整机构移动时通过所述二维位移台带动所述原子力显微镜运动，且结合所述第二位置调整机构带动所述待测样品的移动，使得所述原子力显微镜的探针与所述光学显微镜的光学中心重合。
12、可选地，所述合束组件包括依次设置的合束部件、空间滤波器及扩束器；
13、所述合束部件包括多个二向色镜及多个反射镜；一个二向色镜对应一个反射镜；所述多个反射镜用于接收不同波长的激光，并反射至对应的二向色镜；所述多个二向色镜同向设置，以将接收到的不同波长的激光合并为一束激光，然后送入至所述空间滤波器。
14、可选地，所述全内反射激发调节组件包括电动位移台、直角反射镜及消色差透镜；
15、所述直角反射镜及所述消色差透镜均设置在所述电动位移台上；
16、所述直角反射镜用于将接收到的准直激光反射至所述光学显微镜的方向；所述消色差透镜用于将所述直角反射镜反射的激光聚焦在所述光学显微镜的物镜后焦面上；
17、所述电动位移台用于带动所述直角反射镜及所述消色差透镜移动，以调节激光入射至所述光学显微镜的角度。
18、可选地，装置还包括中间二向色镜；
19、所述消色差透镜发出的激光经由所述中间二向色镜入射至所述光学显微镜的物镜中；
20、所述待测样品激发产生的荧光信号或散射光信号透过所述中间二向色镜入射至所述成像光传输组件。
21、可选地，所述成像光传输组件包括依次设置的发射滤光片、套筒透镜、可调狭缝及光延长部件；
22、所述发射滤光片用于将激发光从所述待测样品受激发产生的荧光信号或散射光信号中滤除；
23、所述套筒透镜用于将所述发射滤光片发射来的光信号成像至中间像平面；
24、所述可调狭缝设置在所述中间像平面处，以对目标探测区域进行截取；
25、所述光延长部件用于将透过所述可调狭缝的激光延长至共焦的所述相机或者所述光谱仪中。
26、可选地，所述光延长部件包括依次设置的准直透镜和聚焦透镜。
27、一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试方法，包括：
28、安装原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置；
29、将反射镜设置为处于第一状态，将待测样品放置在支架组件上；
30、打开不同波长的激光源，使得激光入射至所述原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置；
31、趋近所述原子力显微镜的探针至所述待测样品的表面以对所述待测样品进行操纵；
32、通过相机确定所述待测样品的荧光图像；
33、将所述反射镜设置为处于第二状态，通过所述光谱仪确定所述待测样品的荧光光谱。
34、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
35、本专利技术原子力显微镜通过支架组件固定在倒置的光学显微镜的顶部，且原子力显微镜的探针与光学显微镜的光学中心重合，从而将低噪声的afm与光学显微镜结合。通过合束组件将一组不同波长的激光合并为一束激光，然后对一束激光依次进行空间滤波及准直；通过全内反射激发调节组件对接收到的准直激光进行角度调节，以将准直激光送入光学显微镜，并聚焦在光学显微镜的物镜后焦面上，通过上述调节，可以实现激发光在明场、全内反射、掠入射之间自动切换，进而使得准直激光倾斜于光轴，实现全内反射，形成消逝场并激发待测样品；通过成像光传输组件对待测样品受激发产生的荧光信号或散射光信号进行传输及过滤处理，并在反射镜处于第一状态时，将处理过的光信号经由反射镜送入相机，在反射镜处于第二状态时，将处理过的光信号经由反射镜送入光谱仪。本专利技术使得光谱仪和相机均采集到来自于样品同一区域的信号，既能够进行力学操纵和形貌测量又能同步实现荧光成像和光谱采集，数据采集效率更高。
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1.一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，装置包括原子力显微镜、光学显微镜、支架组件、合束组件、全内反射激发调节组件、成像光传输组件、反射镜、相机及光谱仪；
2.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述支架组件包括支架、第一位置调整机构及第二位置调整机构；所述第一位置调整机构及所述第二位置调整机构均与所述支架固定；
3.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述合束组件包括依次设置的合束部件、空间滤波器及扩束器；
4.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述全内反射激发调节组件包括电动位移台、直角反射镜及消色差透镜；
5.根据权利要求4所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，装置还包括中间二向色镜；
6.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述成像光传输组件包括依次设置的发射滤光片、套筒
7.根据权利要求6所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述光延长部件包括依次设置的准直透镜和聚焦透镜。
8.一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试方法，其特征在于，方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，装置包括原子力显微镜、光学显微镜、支架组件、合束组件、全内反射激发调节组件、成像光传输组件、反射镜、相机及光谱仪；
2.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述支架组件包括支架、第一位置调整机构及第二位置调整机构；所述第一位置调整机构及所述第二位置调整机构均与所述支架固定；
3.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱同步测试装置，其特征在于，所述合束组件包括依次设置的合束部件、空间滤波器及扩束器；
4.根据权利要求1所述的原子力显微镜-全内反射显微成像与光谱...
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