[发明专利]执行自动ATR光谱分析的方法及成像ATR系统

说明书

本申请是申请日为2007年4月26日、名称为“用于衰减全内反射（ATR）光谱仪的附件”的第200780023989.6号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使用衰减全内反射（ATR）的光谱仪。

背景技术

ATR是一种用于FT-IR光谱仪之类的光谱仪中的技术，以便从那些难以通过透射或反射等其他方式来分析的样品中获得光谱测量。典型地，用于执行ATR测量的装置包括提供波长辨别的光谱仪、用于将光直射到样品上的照明系统、提供样品平面的ATR镜片、和接收已经与样品交互作用的光的收集/探测系统。ATR镜片以一定的方式布置，以便通过全内反射现象的方式反射来自指定样品平面的所有入射光。与样品相关的光谱信息从样品与紧接着反射表面外部而存在的消失电场的交互作用中获取。从该场的能量的吸收减弱了反射，并在光束上印上了光谱信息。

可以基于这些原理，通过布置将样品区域照明并通过布置收集系统以获取成像属性，来构建成像ATR系统。从样品的空间差别区域返回的光被收集到探测器上或诸如一维或二维探测器阵列的探测器阵列上，由此收集到光谱信息，其能够编译进样品的光谱图像中。

成像ATR系统能够以诸如Perkin Elmer Spotlight显微镜的反射显微镜形式构建。在这种配置中，通过成像光学镜片就将光引导至反射样品上并从该反射样品来收集。用于该系统的ATR光学镜片能够方便地包括由诸如锗的高折射率材料制成的半球状平凸透镜。所述光学镜片被布置为使得凸球状表面被引导朝向显微镜光学镜片，而其曲率中心被布置为与成像系统的焦平面重合。所述样品被呈现到ATR的平坦表面。

所述显微镜包括可移动载物台，该可移动载物台具有在处理器控制下用于将载物台沿x、y、z方向移动的相关马达。使用小线性阵列探测器并将载物台以及相随的晶体/样品组合物相对于显微镜的光轴横向地物理移动，来执行成像。随着载物台被移动，探测器可探测到来自样品不同部分的图像，采用此方式能够累积一空间图像。

在这种类型的布置中存在许多要求和问题。样品的关注区域必须通常在视觉上是可识别的，并且被大约放置在显微镜视场中心。这通常意味着要取出ATR晶体，因为它通常由诸如锗等的对可见光不透明的材料制成。

ATR晶体必须被放置为使它的样品接触面紧密接触样品。这在获取焦点中的红外图像时会导致一些问题。当使晶体与样品接触时，样品会移动。另外，晶体可能由于其形状而导致散焦。例如，如果晶体的厚度并不与其曲面半径精确相同。因为晶体材料具有大约为4的高折射率，这种效应被放大。因此小制造误差可变得明显。

发明内容

本发明涉及对ATR光谱系统布置的改进，意在克服上述和其他问题。

根据本发明第一方面，提供一种被布置来执行ATR测量的显微镜的附件，所述附件包括能够安装在所述显微镜的可移动载物台上的支撑件以及被承载在所述支撑件上的用于安装ATR晶体的安装构件，所述安装构件被安装和布置在所述支撑件上，使其能够在一个其中被安装在所述安装构件上的晶体与所述显微镜的光轴对准的位置与一个其中所述晶体从所述光轴偏离开的位置之间移动。

所述安装构件可以包括细长臂，该细长臂可枢转地于一端处支撑于第一引导销上，所述臂围绕所述销枢转，以允许所述安装构件的所述移动。

所述臂的另一端具有开口，当所述安装构件位于其中所述晶体处于所述光轴上的位置中时，所述开口接合一个被所述支撑构件承载的第二销。

所述臂可以沿着所述第一引导销的轴线被提升，以使得所述另一端移离所述第二引导销，以允许所述枢转运动。

一个制动机构可以被关联到所述臂的所述一端以及所述第一引导销，当所述臂返回到其中所述晶体对准所述光轴的位置中时，所述制动机构可操作地允许所述臂沿着所述第一引导销受控下降。

所述制动机构包括环，该环被所述臂承载并且位于所述第一引导销周围，所述环的内直径略大于所述第一引导销的内直径；偏置装置，其可操作地偏置所述环，从而使所述环的圆周部分摩擦接合所述引导销的表面部分；和可手动操作的装置，其可操作地作用到所述偏置装置以减轻或释放所述摩擦接合并从而允许所述环相对于所述引导销轴线移动。

所述安装构件以一种如下的方式被承载以使得能够检查所述晶体的样品接合表面，例如检查晶体是否被损坏或被污染，所述方式为：使安装构件能够远离其安装状态并能够通过围绕其纵向轴线旋转而返回。