[发明专利]高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像方法与装置

权利要求书

1.一种高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像方法，其特征在于：利用高空间分辨分光瞳差动共焦显微系统的聚焦光斑对样品进行定焦与成像，利用高空间分辨分光瞳差动共焦显微系统的同一聚焦光斑对样品进行解吸电离来进行质谱成像，进而实现样品微区图像与组分的高空间分辨成像，包括以下步骤：

步骤一、使平行光束(3)通过沿入射光轴(8)方向的压缩聚焦光斑系统(4)、D型照明收集镜(5)中的D型照明光瞳(6)聚焦到被测样品(9)上解吸电离产生等离子体羽(11)；

步骤二、使计算机(24)控制三维工作台(25)带动被测样品(9)沿测量面法线(10)方向在D型照明收集镜(5)焦点附近上下移动，利用沿采集光轴(12)方向的D型收集光瞳(7)、采集透镜(13)、中继放大透镜(14)和位于中继放大透镜(14)焦面(15)并关于采集光轴(12)对称放置的第一光强点探测器(17)和第二光强点探测器(18)对放大艾里斑(16)进行分割探测，得到艾里斑第一微区(19)和艾里斑第二微区(20)的强度特性曲线分别为第一离轴共焦轴向强度曲线(21)和第二离轴共焦轴向强度曲线(22)；

步骤三、将第一离轴共焦轴向强度曲线(21)和第二离轴共焦轴向强度曲线(22)相减处理得到双轴差动共焦轴向强度曲线(23)；

步骤四、计算机(24)依据双轴差动共焦轴向强度曲线(23)的零点位置z_A值控制三维工作台(25)带动被测样品(9)沿测量面法线(10)方向运动，使D型照明收集镜(5)的聚焦光斑聚焦到被测样品(9)上；

步骤五、利用电离样品吸管(26)将聚焦光斑解吸电离被测样品(9)产生的等离子体羽(11)中的分子、原子和离子吸入质谱探测系统(27)中进行质谱成像，测得对应聚焦光斑区域的质谱信息；

步骤六、利用由D型照明收集镜(5)、D型收集光瞳(7)、采集透镜(13)、中继放大透镜(14)、第一光强点探测器(17)、第二光强点探测器(18)和三维工作台(25)构成的激光分光瞳差动共焦探测系统对聚焦到被测样品(9)的微区进行成像，测得对应聚焦光斑区域的形态信息；

步骤七、计算机(24)将激光分光瞳差动共焦探测系统测得的激光聚焦微区形态信息与质谱探测系统(27)同时测得的激光聚焦微区的质谱信息进行融合处理，继而得到聚焦光斑微区的形态和质谱信息；

步骤八、计算机(24)控制三维工作台(25)使D型照明收集镜(5)焦点对准被测样品(9)的下一个待测区域，然后按步骤二～步骤七进行操作，得到下一个待测聚焦区域的形态和质谱信息；

步骤九、重复步骤八直到被测样品(9)上的所有待测点均被测到，然后利用计算机(24)进行处理即可得到被测样品形态信息和质谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像方法，其特征在于：包括步骤一可为使平行光束(3)通过沿入射光轴(8)方向放置的矢量光束发生系统(28)、光瞳滤波器(29)后整形为环形光束，该环形光束再经圆形照明收集镜(30)的圆形照明光瞳(31)聚焦到被测样品(9)上解吸电离产生等离子体羽(11)。

3.根据权利要求1所述的一种高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像方法，其特征在于：包括D型照明收集镜(5)中D型照明光瞳(6)和D型收集光瞳(7)的照明、收集功能可以通过圆形照明收集镜(30)中圆形照明光瞳(31)和圆形收集光瞳(32)来完成。

4.权利要求1所述的一种高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像方法的实现装置，其特征在于：包括点光源(1)、沿入射光轴(8)方向放置的准直透镜(2)、压缩聚焦光斑系统(4)、聚焦光斑到被测样品(9)的D型照明收集镜(5)和D型照明光瞳(6)，包括D型收集光瞳(7)、采集透镜(13)、中继放大透镜(14)和位于中继放大透镜(14)焦面(15)并关于采集光轴(12)对称放置的第一光强点探测器(17)和第二光强点探测器(18)，以及用于D型照明收集镜(5)聚焦光斑解析电离的离子体羽(11)组分的电离样品吸管(26)和质谱探测系统(27)，入射光轴(8)和采集光轴(12)之间的夹角为2α，并关于测量面法线(10)对称。

5.根据权利要求4所述的一种高空间分辨激光分光瞳差动共焦质谱显微成像装置，其特征在于：包括压缩聚焦光斑系统(4)可以用沿入射光轴(8)方向放置的产生矢量光束的矢量光束发生系统(28)和光瞳滤波器(29)替代。