[发明专利]分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测方法与装置

权利要求书

1.分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，包括脉冲激光光源和连续激光光源，其特征在于：包括第一分光镜、扩束镜、照明光瞳、物镜、收集光瞳、一号反射镜、一号二向色分光镜、共焦探测系统、分立荧光光谱及荧光寿命探测系统、三维平移台、信号采集器以及计算机；

其中，在物镜的光瞳面上放置照明光瞳和收集光瞳；第一分光镜将脉冲激光光源发出的脉冲激光和连续激光光源发出的连续激光进行合并，形成合成光束；扩束镜、照明光瞳和物镜依次位于所述合成光束的出射方向上，合成光束由扩束镜扩束后穿过照明光瞳，然后被物镜会聚后形成探测光束照射在待测样品上；从待测样品表面激发出来的后向散射光及荧光通过所述物镜收集后，经过收集光瞳，然后由一号反射镜反射；从一号反射镜反射后的光束由一号二向色分光镜分成两路，一路为波长和探测光束波长相同的本征光束，进入共焦探测系统，另一路为波长不同于探测光束波长的荧光光束，进入分立荧光光谱及荧光寿命探测系统；

待测样品放置在三维平移台上，通过计算机控制三维平移台带动待测样品进行扫描移动；信号采集器将共焦探测系统探测得到的随待测样品高度变化的光强响应信号转化后传输给计算机，由计算机处理后得到共焦响应曲线，通过共焦响应曲线的最大值位置精确确定待测样品表面各点的高度值；当探测光束聚焦在待测样品表面的各采样点位置时，信号采集器将分立荧光光谱及荧光寿命探测系统探测得到的不同波长下随时间变化的荧光光强信息通过转化后传输给计算机，由计算机处理后得到从该采样点激发出来的不同波长下的荧光寿命及荧光光谱；进而通过扫描待测样品得到待测样品表面的三维形貌以及表面各点在不同波长下的荧光寿命及荧光光谱。

2.根据权利要求1所述的分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：所述共焦探测系统包括共焦会聚透镜、共焦针孔和共焦光强传感器：共焦针孔放置于共焦会聚透镜的焦点位置处，由共焦会聚透镜将进入共焦探测系统的光束聚焦后照射在共焦针孔上，光束由共焦针孔进行空间滤波后被共焦光强传感器探测接收。

3.根据权利要求1所述的分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，所述分立荧光光谱及荧光寿命探测系统包括（N-1）个二向色分光镜、N个窄带滤光片、N个光强传感器：由所述（N-1）个二向色分光镜将从待测样品激发出来的荧光光束进行（N-1）次分光，得到N路不同波长带的荧光光束；所述N路不同波长带的荧光光束分别经N个窄带滤光片滤光后由N个光强传感器探测接收，得到N个不同波长下随时间变化的荧光光强信息；各窄带滤光片对应的中心波长为λ_n，带通宽度为δλ_n，其中，n=1, 2, …, N。

4.根据权利要求3所述的分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测装置，其特征在于：用多光强传感器组替代所述使用的N个光强传感器：多光强传感器组由N个光强传感器组成，用多光强传感器组中的各光强传感器分别探测得到对应的荧光强度信息。