[发明专利]一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置

权利要求书

1.一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：其包括：宽带光源(1)，光纤(2)，扩束透镜(3)，偏振片(4)，径向偏振转换器(5)，反射镜(6)，光阑(7)，高数值孔径油浸显微物镜(8)，折射率匹配油(9)，样品和光谱仪(13)；

其中，样品包括玻璃基底(10)，金属薄膜(11)，待测样品(12)及上方空气层构成的四层结构，其制备过程为：在玻璃基底(10)上蒸镀或溅射金属薄膜(11)，并在金属薄膜上滴涂或浸涂待测样品(12)，使待测样品(12)粘着在金属薄膜(11)上；

宽带光源(1)由光纤(2)导出，由扩束透镜(3)扩束后经偏振片(4)，径向偏振转换器(5)转换为径向偏振光，再经反射镜(6)，光阑(7)挡去中心光束，得到宽带环形径向偏振光束，通过高数值孔径油浸显微物镜(8)，折射率匹配油(9)，以宽角度范围聚焦辐照在金属薄膜(11)上，激发金属-空气界面的表面等离子体波，表面等离子体波沿界面向物镜中心焦点传播，形成一个局域于此界面的超衍射极限的聚焦白光光斑，此光斑遇到界面上的微小颗粒发生散射，散射光被光谱仪(13)采集，进而获得待测样品的光谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述的宽带光源为白光光源或卤素灯。

3.根据权利要求2所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述白光光源经偏振片(4)和径向偏振转换器(5)后转换为径向偏振光。

4.根据权利要求1所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述径向偏振光被光阑挡去中心部分，形成环形径向偏振光束，采用环形光束的目的是滤去小角度激发光，降低背景噪声，提高信噪比。

5.根据权利要求4所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述环形径向偏振光束外径可覆盖高数值孔径油浸物镜(8)的入瞳，以宽角度范围聚焦辐照在金属薄膜-空气界面；使用高数值孔径油浸物镜的效果，一是相当于激发表面等离子体波所需的高折射率棱镜，使得每一个入射光波长都以一定的角度范围入射到金属薄膜表面，在某一角度下，此波长的光可激发局域于金属薄膜表面的等离子体波；二是使得被激发的宽带表面等离子体波均向物镜聚焦中心汇聚，形成超衍射极限的聚焦白光光斑；此种组合可有效提高测量的空间分辨率、信噪比，由于表面等离子体波对周围物质的光学性质变化极其敏感，因此此方法同样具有高灵敏度。

6.根据权利要求1所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述的金属薄膜(11)为金膜或银膜。

7.根据权利要求1所述的一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：所述的待测样品(12)为生物细胞或纳米粒子。