[发明专利]高空间分辨激光分光瞳共焦光谱‑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共焦光谱—质谱显微成像方法，其特征在于：利用高空间分辨分光瞳共焦显微系统的聚焦光斑对样品进行轴向定焦与成像，利用质谱探测系统对分光瞳共焦显微系统聚焦光斑解吸电离样品而产生的带电分子、原子进行微区质谱成像，利用光谱探测系统对分光瞳共焦显微系统聚焦光斑解吸电离样品而产生的等离子体发射光谱进行探测，然后再通过探测数据信息的融合与比对分析继而实现被测样品微区高空间分辨和高灵敏形态与组分的同时成像与探测，包括以下步骤：

步骤一、使平行光束(3)通过沿入射光轴(8)方向放置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(18)控制三维工作台(19)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)方向放置的D型收集光瞳(7)、采集透镜(13)和位于采集透镜(13)焦点的光强点探测器(14)对被测样品(9)反射的测量光束进行聚焦探测得到分光瞳共焦轴向强度曲线(15)；

步骤三、将分光瞳共焦轴向强度曲线(15)沿z向平移s后得到移位分光瞳共焦轴向强度曲线(16)，然后将移位分光瞳共焦轴向强度曲线(16)与分光瞳共焦轴向强度曲线(15)相减处理得到错位分光瞳共焦轴向强度曲线(17)；

步骤四、将错位分光瞳共焦轴向强度曲线(17)的零点位置z_A减去平移值s/2得(z_A-s/2)，计算机(18)依据(z_A-s/2)值控制三维工作台(19)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(23)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(24)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)、光强点探测器(14)和三维工作台(19)构成的激光分光瞳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、利用光谱探测系统(22)对经分色器(20)反射和光谱收集 透镜(21)收集的激光诱导击穿光谱(35)进行探测，测得对应聚焦光斑区域的光谱信息；

步骤八、计算机(18)将激光分光瞳共焦探测系统测得的激光聚焦微区形态信息、光谱探测系统(22)同时探测激光聚焦微区的激光诱导击穿光谱信息、质谱探测系统(24)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、光谱和质谱信息；

步骤九、计算机(18)控制三维工作台(19)使D型照明收集镜(5)焦点对准被测对象(9)的下一个待测区域，然后按步骤二～步骤八进行操作，得到下一个待测聚焦区域的形态、光谱和质谱信息；

步骤十、重复步骤九直到被测样品(9)上的所有待测点均被测到，然后利用计算机(18)进行处理即可得到被测样品形态信息、光谱信息和质谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种高空间分辨激光分光瞳共焦光谱—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(25)、光瞳滤波器(26)后整形为环形光束，该环形光束再经圆形照明收集镜(27)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共焦光谱—质谱显微成像方法，其特征在于：包括步骤四可为计算机(18)依据分光瞳共焦轴向强度曲线(15)最大值M对应的位置z_B值来控制三维工作台(19)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。

4.根据权利要求1所述的一种高空间分辨激光分光瞳共焦光谱—质谱显微成像方法，其特征在于：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(27)中圆形照明光瞳(28)和圆形收集光瞳(29)来完成。