[发明专利]宽区域光学光热红外光谱

权利要求书

1.一种用于对样品进行显微分析的装置，其通过同时表征与样品的宽区域相对应的多个空间分辨位置的红外吸收特性，该装置包括:

红外辐射源，配置成用红外辐射束照射样品的宽区域；

探测辐射源，被配置为用探测辐射束照射样品的宽区域；

收集器，被配置为收集来自样品上多个空间分辨位置的每一个的至少一部分探测辐射作为收集的探测辐射；

至少一个摄像头，被配置为检测所收集的探测辐射的至少一部分，以生成指示多个空间分辨位置中的每一个相对应的指示红外吸收的信号，

其中，指示红外吸收的信号具有小于1微米的空间分辨率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中间红外辐射源是可调的，以产生具有可变波长的红外光束，并且其中指示样品红外吸收的信号在多个红外波长处被检测。

3.根据权利要求2所述的装置，其中指示多个红外波长的红外吸收的信号包括红外吸收光谱。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括图像协加器，其中所述图像协加器对多个摄像头帧相加，以构建动态范围至少为10⁴的协加图像。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述协加图像具有至少10⁵的动态范围。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述协加图像具有至少10⁶的动态范围。

7.根据权利要求1所述的装置，其中同时测量的多个样本位置包括直径至少为100μm的区域。

8.根据权利要求7所述的装置，其中指示所述多个样本位置的红外吸收的信号实现小于0.5μm的空间分辨率。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括门控功能，所述门控功能限制所述摄像头检测从多个样本位置收集的探针辐射的持续时间。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述门控功能限制以下至少一项:(a)摄像头的曝光时间；和(b)探测光束的脉冲持续时间长度。

11.根据权利要求8所述的装置，其中指示所述多个样本位置的红外吸收的信号是通过比较用照射样本的红外源收集的第一组摄像头帧和用不照射样本的红外源收集的第二组摄像头帧而产生的。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述收集器包括数值孔径(NA)至少为0.4的物镜。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述收集器包括数值孔径(NA)至少为0.6的物镜。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述探测辐射源是非相干光源。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述探测辐射源包括至少一个发光二极管。

16.一种操作用于同时表征样品上多个位置的红外吸收特性的系统的方法，该方法包括以下步骤:

用红外辐射源照射样品的多个位置，以在样品上产生红外照射点；

用探测辐射源照射样品的多个位置；

从多个样本位置收集探针辐射；

用至少一个摄像头检测收集的探针辐射；以及

分析摄像头检测到的探针辐射以产生指示样品上多个位置的红外吸收的信号，其中指示多个样品位置的红外吸收的信号实现小于1μm的空间分辨率。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括调节红外辐射源以产生具有可变波长的红外光束，并且其中指示样品的红外吸收的信号在多个红外波长处被检测。