[发明专利]宽区域光学光热红外光谱

说明书

本发明描述了通过同时表征多个空间分辨位置的红外吸收特性来对样品进行显微分析的装置和方法。这些装置和方法改善了采样时间，同时收集了关于宽区域内样本组成的微观数据。

优先权

2018年6月1日提交的美国临时申请序列号62/679，588中描述了本申请中的实施例和技术的多个方面，其发明内容通过引用并入本案。

技术领域

本发明涉及通过使用光学手段(即使用红外线、可见光或紫外线)来研究或分析材料。

背景技术

本发明涉及使用光学光热检测技术的空间分辨率低至亚微米级的红外光谱和成像。一些光学光热技术已经在美国专利中描述，例如专利9,091,594和9,841,324。这些参考文献通常用不同的名称和缩写来指代这项技术。出于本申请的目的，在本申请中，我们将统称这些技术为光学光热红外(OPTIR)。

一些研究小组对OPTIR的这个通用领域进行过研究，包括海军研究实验室、普渡大学、圣母大学、波士顿大学和麻省理工学院的研究人员。这些实验室开发的仪器使用可见光束探测样品对红外辐射吸收的光热响应。可能相关背景的出版物和专利包括:(1)R.Furstenberg,C.Kendziora,N.D.Bassim,R.A.McGill,and V.K.Nguyen,US9091594B2(2015)；(2)C.Li,D.Zhang,M.N.Slipchenko,and J.-X.Cheng,Anal.Chem.,89,9,4863-4867(2017)；(3)D.Zhang,C.Li,C.Zhang,M.N.Slipchenko,G.Eakins,and J.-X.Cheng,Science Advances,2,9,e1600521(2016).(4)Z.Li,K.Aleshire,M.Kuno,andG.V.Hartland,The Journal of Physical Chemistry B,121,37,8838-8846(2017)；(5)Z.Li,M.Kuno,and G.Hartland,Super-resolution imaging with mid-IR photothermalmicroscopy on the single particle level,in SPIE Nanoscience+Engineering(International Society for Optics and Photonics,2015),p.954912-954912-954918；(6)Z.Li,M.Kuno,and G.Hartland,Super-resolution Mid-infrared Imaging usingPhotothermal Microscopy,in Conference on Lasers and Electro-Optics(OpticalSociety of America,SanJose,California,2016),p.ATu3J.7.；(7)A.A.Totachawattana,H.Liu,M.K.Hong,T.Gardner,M.Y.Sander,and S.Erramilli,Labelfree mid-IR photothermal imaging of bird brain with quantum cascade laser,inCLEO:Applications and Technology(Optical Society of America,2014),p.AF1B.4；(8)M.Y.Sander,Mid-infrared photothermal imaging,in Laser Science(OpticalSociety of America,2015),p.LM1I.2；(9)U.S.Patent No.9091594B2,entitled“Chemical mapping using thermal microscopy at the micro and nano scales,”assigned to the U.S.Secretary of Navy。