[实用新型]波长分工SRS显微镜

说明书

技术领域

本实用新型有关于应用显微镜检测技术的改良，尤其是一种波长分工SRS显微镜。

背景技术

生物标本中，含有丰富的组成分子特征，利用振动光谱即可辨识生物标本中的成分组成，而不需利用荧光剂来做检测。近来，在探测生物组成结构的领域发展出一种利用受激拉曼散射(stimulated Raman scattering)的显微镜，可直接根据分子振动能量的级别了解生物标本的组成，甚或是未知的分子特征。另外，结合特定的检测方式消去干扰的电子杂波，使显微镜的显像可达到更加准确的效果。

在利用受激拉曼散射(stimulated Raman scattering，以下简称SRS)原理的显微镜中，只有一种特定频率（ωp）的激光光束可以照亮生物样本，且会因为没有弹性散射而分别产生史托克斯（ωs）和反史托克斯频率ωas (Stoke’s and anti-Stoke frequency)。然而，在SRS的显微镜中，将两道频率为ωp的激光光线和史托克斯频率ωs置于样本上，而当Raman shift(Δω = ωp - ωs)和特定的生物组成频率Ω相符时，由于分子的受激而可将拉曼信号放大。但是，当Δω因为吸收外来的能量或是其他因素而无法与生物组成频率共振时，SRS就没办法发生。因此SRS即无法拥有非共振信号，成为了反史托克斯频率显微镜的一大优势。在双光子显微镜中，SRS所激发的整体非线性特征是取决于3D截面，也就是在生物样本上可逐点显示的三维成像。

一般来说，运用可调式的皮秒激光可得到理想的效果，因为其光谱宽度与分子振动频率的内在线宽最为符合。基于此原由，飞秒激光显微镜通常因为其有限的光谱分辨率与分子特异性而被排除。最理想的显微镜首选即为将运用皮秒激光的显微镜和另一种强大的非线性显微镜运用飞秒激光的双光子显微镜(two-photon microscopy)做结合，但是很不幸地，目前的技术，仍然很难将运用飞秒激光的双光子显微镜和运用皮秒激光的显微镜做结合。

因此，本实用新型的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

实用新型内容

所以本实用新型的目的为解决上述现有技术上的问题，本实用新型中提出一种波长分工SRS显微镜，本实用新型将运用飞秒激光的双光子显微镜和运用皮秒激光的显微镜做结合。其优点在于，可将飞秒激光与皮秒激光结合，取其个别的优点以使显微镜达到最佳的检测效果。本实用新型兼容了飞秒激光技术与光纤激光器技术，因此和双光子显微镜(two-photon microscopy)的整合是很容易的。此外，由于Roman shift（喇曼频移）可调校激光二极管发出的激光光束与史托克斯脉冲之间的延迟，即可不必使用可调式激光。

为达到上述目的，本实用新型中提出一种波长分工SRS显微镜，其中包含：一激光波长转换机构，使短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；一激光光线处理机构，先将单位为皮秒的激光压缩为飞秒并将激光光束分为两道，分别做能量增大与增长波长的处理，最后会得到两道不同波长的光束，其中一道能量较强，但维持原来的波长，其波长为第一波长，即为第一波长波束；另一道则波长较长，其波长为第二波长，即为第二波长波束；一显微镜检测机构，先将为飞秒单位的激光光束转换回皮秒，并将两道不同波长的激光光束传至显微镜以进行生物构成物质测定，其中该两道光束会产生不同的三道反射波束，分别为第一波长波束的第一反射波束，第二波长波束的第二反射波束，第三反射波束，其频率为第一反射波束及第二反射波束的频率差；以及一低通滤波器，用于滤除该第一反射波束与该第二反射波束，而仅保留该第三反射波束，其中由该第三激光光束的频谱可以找出所照射的分子的键结，所以相对的经由频谱表可以知道该地区的分子。

本实用新型的一种波长分工SRS显微镜，包含：

一激光波长转换机构，使短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；

一激光光线处理机构，先将单位为picosecond（皮秒）的激光压缩为femtosecond并将激光光束分为两道，分别做能量增大与增长波长的处理，最后会得到两道不同波长的光束，其中一道能量较强，但维持原来的波长，其波长为第一波长，即为第一波长波束；另一道则波长较长，其波长为第二波长，即为第二波长波束；