一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统，属光谱测量成像领域。包括光源系统部分Ⅰ、微区光路部分Ⅱ、频谱采集部分Ⅲ和微区成像部分Ⅳ；光源系统部分Ⅰ的全反射镜二或透镜二与微区光路部分Ⅱ的反射式物镜一光路连接，微区光路部分Ⅱ的光阑与频谱采集部分Ⅲ的透镜三光路连接，微区成像部分Ⅳ的缩束镜头位于频谱采集部分Ⅲ的全反射镜三的后方。本发明专利技术对金刚石对顶砧压机内微小砧面或低温罐中的极端条件下手性材料进行发光和吸收的探测及成像，具有很好的准直性，操作的灵活方便。灵活方便。灵活方便。

【技术实现步骤摘要】
一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统


[0001]本专利技术属光谱测量成像领域，具体涉及一种高压或低温条件下圆偏振吸收、发射光谱测量和显微成像和发射光谱测量系统。

技术介绍

[0002]所谓极端条件，通常指高温、低温、高压和强磁场等。温度、压力作为决定物质状态的两个重要物理参量，在改变物质结构，引起相变等方面起着重要作用。
[0003]圆偏振发光(Circularly polarized Luminescence)是指手性发光体系能发射出不同强度的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的性质。主要产生于手性发光体系，所以本专利技术主要用来研究手性材料。光学活性物质对左、右圆偏振光的吸收率不同，两者的差值则称为该物质的圆二色性(Circular Dichroism)，可以通过CD光谱来研究手性物质的基态手性结构信息和基态电子特征。而对于手性物质的激发态手性结构特征则可以通过圆偏振发光(CPL)光谱进行研究。
[0004]手性在分子尺度甚至在地球生命的进化过程中起着至关重要的作用，手性逐渐应用到更多方面，例如手性药物的合成、非对称合成、圆偏振发光材料、手性器件等。近年来，手性发光材料快速地发展，圆偏振发光材料在光学数据的存储、显示器、3D显示的背光源等方面应用被开发出来。现有的CPL材料种类丰富，但还需要增强其性质以促进其实际应用，优良的CPL材料性质对于CPL材料的实际应用十分关键，因此，需要深入研究手性发光材料的光学性质。
[0005]CCD成像技术目前广泛应用在工业、科研和军事等各个领域，是一项具有广泛应用前景的技术。CCD成像过程主要分四步；第一步是光电转换，该过程是从“光领域”进入到“电领域”，CCD成像器件完成光电转换的重要条件就是光敏面的离散化，这个离散化的光敏单元就是我们通常所说的“像素”。第二步是电荷存储，MOS电容是CCD的基本组成单元，MOS电容达到稳态的时候，热激发电子进入耗尽层，与光激发产生的电子混合在一起，要实现信号电荷的存储，需要在热激发电子进入势阱之前完成电荷的存储并快速转移到相邻势阱当中，要实现这个过程就需要第三步：电荷转移。最后一步是信号读出，信号电荷在时钟脉冲驱动下，很快转移到输出端的最后一个时钟电极下面，电荷信号变换为电流或电压信号是信号读出电路的主要任务。经过放大和滤波后的电信号被送到模拟数字转换器上，由模拟数字转换器转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度即电压的高低成正比。这些数值其实就是图像的数据了。在现有的系统中的频谱采集部分只能通过光纤连接计算机才能采集到图像，因此不能满足快速的进行数字成像的要求。
[0006]通过手性分子吸收和发射的圆偏振程度的测量可以获取其手性结构信息。圆偏振发光测试手性分子的荧光发射中左旋和右旋圆偏振光的强度差值，体现手性分子的激发态手性结构信息。过去几十年，手性分子的比旋光度和圆二色谱一直被用于手性分子的定量检测和结构分析。近年来圆偏振发光在有机发光二极管(OLED)、信息存储与处理、自旋信息通讯、圆偏振激光和生物检测与探针等领域具有巨大应用前景。但是，现有的光路系统均是
针对常温常压条件下的手性材料进行研究，并不适合在DAC装置和低温罐中对手性材料进行圆偏振吸收，发射光谱测量和显微成像。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统，通过引入长工作距离物镜组，可切换样品腔内视光路；利用光阑达到对测试样品进行选区的目的，从而实现对长工作距离下金刚石对顶砧压机或低温罐中的手性材料进行圆偏振吸收、发射光谱测量和显微成像。
[0008]本专利技术采取的技术方案是，包括光源系统部分Ⅰ、微区光路部分Ⅱ、频谱采集部分Ⅲ和微区成像部分Ⅳ；光源系统部分Ⅰ用于提供对待测样品进行照射的入射光束，微区光路部分Ⅱ用于对所述入射光束进行扩束准直以形成平行光束，为待测样品提供极端测量环境并且将所述样品容置单元的腔内待测样品出射的出射光束导入光谱处理单元，频谱采集部分Ⅲ用于对所述的出射光束进行光谱检测，微区成像部分Ⅳ对测量的材料进行成像处理，其中光源系统部分Ⅰ的全反射镜二或透镜二与微区光路部分Ⅱ的反射式物镜一光路连接，微区光路部分Ⅱ的光阑与频谱采集部分Ⅲ的透镜三光路连接，微区成像部分Ⅳ的缩束镜头位于频谱采集部分Ⅲ的全反射镜三的后方。
[0009]所述光源系统部分Ⅰ包括LED灯、透镜一、全反射镜一、全反射镜二、透镜二和光源，其中LED灯、透镜一、全反射镜一自左至右顺序排列，全反射镜二位于全反射镜一的前方，透镜二、光源自右至左顺序排列。
[0010]所述微区光路部分Ⅱ包括反射式物镜一、金刚石对顶砧压机或低温罐、反射式物镜二和光阑，反射式物镜一、金刚石对顶砧压机或低温罐、反射式物镜二、光阑自左至右顺序排列，且反射式物镜一、金刚石对顶砧压机或低温罐、反射式物镜二、光阑位于同一水平中心线上。
[0011]所述频谱采集部分Ⅲ包括透镜三、四分之一波片、二分之一波片格兰棱镜、全反射镜三、滤光片、透镜四、光纤接头、信号输入端口a，光纤接头，光纤，信号输出端口b，光纤光谱仪和电脑，其中透镜三、四分之一波片、二分之一波片格兰棱镜、全反射镜三、滤光片、透镜四、光纤接头自左至右顺序排列，光纤接头连接光纤，光纤另一头连接光纤光谱仪上的信号输入端口a，信号输出端口b连接电脑，且透镜三、四分之一波片、二分之一波片，格兰棱镜、全反射镜三、滤光片、透镜四位于同一水平中心线上。
[0012]所述微区成像部分Ⅳ包括缩束镜头和CCD成像系统，其中CCD成像系统位于缩束镜头的后方，缩束镜头位于全反射镜三的后方。
[0013]本专利技术优点是能够探究金刚石对顶砧压机内极端条件下的微小砧面手性材料圆偏振的吸收、发射测量和显微成像，微区光路部分用于对所述入射光束进行扩束准直以形成平行光束，因为光阑可以让视场变小，所以本系统中微区光路和频谱采集部分之间加了光阑，可以利用光阑达到对测试样品进行选区的目的，本系统的优势之处还在于操作的灵活方便；全反射镜二和滤光片是可以前后移动的，向前移动全反射镜二4和滤光片16，使它们与其它的装置不在同一个水平线上，关闭LED灯1，打开光源6就是手性材料圆偏振的吸收光谱测量和显微成像；关闭光源6，打开LED灯1并把全反射镜二4和滤光片16移回原位，就是让它们的中心与反射式物镜在同一水平线上，此时就是手性材料圆偏振的发射光谱测量和
显微成像。所以，在一个系统中可以灵活的测量吸收和发射。旋转二分之一波片就可选择选择手性材料左旋圆偏振光的显微成像或右旋圆偏振光的显微成像，所以，本光谱测量系统的优点在于具有很好的准直性、灵活性。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图；
[0015]图2是本专利技术进行手性材料圆偏振光的吸收光谱测量与显微成像的结构示意图；
[0016]图3是本专利技术进行手性材料圆偏振光的发射光谱测量与显微成像的结构示意图。
具体实施方式
[0017]参见图1，包括光源系统部分Ⅰ、微区光路部分Ⅱ、频谱采集部分Ⅲ和微区成像部分Ⅳ；光源系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统，其特征在于：包括光源系统部分Ⅰ、微区光路部分Ⅱ、频谱采集部分Ⅲ和微区成像部分Ⅳ；光源系统部分Ⅰ用于提供对待测样品进行照射的入射光束，微区光路部分Ⅱ用于对所述入射光束进行扩束准直以形成平行光束，为待测样品提供极端测量环境并且将所述样品容置单元的腔内待测样品出射的出射光束导入光谱处理单元，频谱采集部分Ⅲ用于对所述的出射光束进行光谱检测，微区成像部分Ⅳ对测量的材料进行成像处理，其中光源系统部分Ⅰ的全反射镜二或透镜二与微区光路部分Ⅱ的反射式物镜一光路连接，微区光路部分Ⅱ的光阑与频谱采集部分Ⅲ的透镜三光路连接，微区成像部分Ⅳ的缩束镜头位于频谱采集部分Ⅲ的全反射镜三的后方。2.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统，其特征在于：所述光源系统部分Ⅰ包括LED灯、透镜一、全反射镜一、全反射镜二、透镜二和光源，其中LED灯、透镜一、全反射镜一自左至右顺序排列，全反射镜二位于全反射镜一的前方，透镜二、光源自右至左顺序排列。3.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、发射光谱和显微成像系统，其特征在于：所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英惠，申悦，李叶西，王凯，隋宁，邹勃，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：