【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非线性荧光，涉及一种微区多功能荧光光波导特性检测成像装置及测试方法，具体涉及一种可调偏振的透射式微区多功能荧光光波导特性检测成像装置及测试方法。
技术介绍
1、当发光晶体经过较短波长的光(通常是紫外光或x光)照射时会被激发到高能态，从高能态弛豫回基态时会伴随发光现象(通常由于斯托克斯效应，发射光相比入射光会发生红移，在可见或红外光波段)；而且一旦停止入射光照射，发光现象也随之立即消失；有上述性质的发射光就称为荧光。
2、1966年华裔物理学家高锟基于全反射现象提出光波导材料用于通信传输领域的设想后，波导的特性研究飞速发展至今。激发晶体的某一点时，除该点仍可以在端点处检测到荧光发射，且强度随激发点的靠近而增加，该现象便是典型的荧光波导现象。与传统的石英光导纤维需从端面以特定角度入射不同，荧光波导材料本身兼具波导光源与波导介质两种功能，在晶体的任意位置、任意角度受到激发便可于末端产生波导荧光发射。越来越多的荧光波导晶体在波长转换元件、光开关与逻辑门元件和波导传感器等领域发挥着作用。对荧光晶体的荧光光谱采集、光波导特性检测及荧光成像等就愈显重要。
3、对于一些新型的功能分子材料和二维材料，其晶体尺寸大多处于微纳米范围，特别适合作为活性层集成到各种光电应用器件，因此微纳米尺度晶体的荧光特性成了研究的热点方向。但一方面对微纳米尺度的荧光晶体而言，光波导特性变化的检测往往较为困难，需要显微条件和极高的测试响应精度，在此基础上检测晶体不同取向的荧光则更加困难；另一方面目前市场上的现行装置往往只能针对材料的
4、当前市面上鲜有能集微区荧光自然光成像和紫外成像、微区荧光光谱检测和微区光波导特性检测多功能于一体的光学测试系统。目前这三种技术都单独对应着一套测试装置，这意味着三份数据很难同时采集于同一微区空间内，时间和空间上的断续不可避免地引入了难以拟合消除的系统误差。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种可调偏振的透射式微区多功能荧光光波导特性检测成像装置及测试方法，其可实现准原位的可调偏振的微区荧光自然光成像和紫外成像、微区荧光光谱检测和微区光波导特性检测的一体化测试，极大程度上降低由于样品测量位置变化和测试时间的差异所带来的实验误差，同时节约大量时间和成本。
2、本专利技术公开了一种微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，包括：依次相连的第一模块、第二模块和第三模块，其中，第一模块为激光光源及中继模块，第二模块为笼式光波导检测及成像模块，第三模块为压电位移轴及控制模块；
3、所述激光光源及中继模块包括：激光器，所述激光器的激光传输方向上依次设有光学参量放大器、四分之一波片、偏振片、第一光阑和第一45°反射镜，所述第一45°反射镜的反射光入射至所述笼式光波导检测及成像模块；
4、所述笼式光波导检测及成像模块包括：led和汞灯旋插转换光源，所述led和汞灯旋插转换光源的光束方向上依次设有第二聚焦透镜、第二光阑和第三45°反射镜，所述第一45°反射镜的反射光经第二45°反射镜反射后自45°半反半透镜的反射侧入射至45°半反半透镜，所述第三45°反射镜的反射光自45°半反半透镜的透射侧入射至45°半反半透镜，所述45°半反半透镜的出射光方向上依次设有第一显微物镜、第二显微物镜和半反半透镜，所述第一显微物镜与第二显微物镜之间设有透明装载片，所述透明装载片上放置有待测样品；所述半反半透镜的反射侧出光方向上依次设有带通滤光片和陷波滤光片转换套件、第四聚焦透镜和光谱仪，所述半反半透镜的透射侧出光方向上依次设有第三聚焦透镜和ccd；
5、所述压电位移轴及控制模块包括：所述透明装载片、双轴压电位移台、样品卡夹和三轴压电位移台，所述样品卡夹夹持所述透明装载片，所述第二显微物镜安装在所述双轴压电位移台上，所述样品卡夹安装在所述三轴压电位移台，所述ccd、光谱仪、双轴压电位移台和三轴压电位移台均与计算机相连。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述激光光源及中继模块还包括：折叠反射镜、第一聚焦透镜和功率计；
7、所述折叠反射镜设置在所述偏振片与所述第一光阑之间，当所述折叠反射镜打开时，所述折叠反射镜将激光经所述第一聚焦透镜入射至功率计，实现系统激光功率的测量。
8、作为本专利技术的进一步改进，
9、所述激光器为钛蓝宝石飞秒激光器，激光中心波长为800nm，脉宽为35fs，重频为1khz，单脉冲能量3.5mj；
10、所述光学参量放大器，用于选择所需要的特定波长的光。
11、作为本专利技术的进一步改进，
12、所述四分之一波片与偏振片的组合，用于实现入射激光的等通量偏振调节；
13、所述第一光阑，用于校准光路，以便后续第一模块与第二模块的连接准确无误；
14、所述第一45°反射镜由45°镜架锁紧，用于将所述激光光源及中继模块的出射光向上垂直射入所述笼式光波导检测及成像模块中，实现模块间的精准过渡。
15、作为本专利技术的进一步改进，
16、所述第二45°反射镜由45°镜架锁紧，承接所述激光光源及中继模块出射的爬升光束，将光束水平射入所述45°半反半透镜；
17、所述led和汞灯旋插转换光源通过led与汞灯的旋插转换使用，可分别产生440-670nm的白光和365nm紫外光；其中，led光源与汞灯光源外壳尺寸及光源与出光口的距离等完全一致，以旋入旋出的方式更换固定，分别用于系统微区自然光成像及微区荧光自然光成像和紫外成像的照明光源；
18、所述led和汞灯旋插转换光源产生的白光或紫外光由所述第二聚焦透镜聚焦，筛选水平光束射出；
19、所述第二光阑，用于校准光路，保证光路水平入射所述第三45°反射镜；
20、所述第三45°反射镜将白光光束垂直射入45°半反半透镜，并继续垂直方向传播。
21、作为本专利技术的进一步改进，
22、所述第一显微物镜与第二显微物镜可旋转更换镜头，放大倍率为50×、100×及500×可调，负责样品的荧光波导的微区放大，并沟通连接第三模块；
23、所述半反半透镜将光束以50：50分为两束，一束经焦距20cm的第三聚焦透镜至ccd，实现微区荧光自然光成像和紫外成像功能；另一束经带通滤光片和陷波滤光片转换套件、第四聚焦透镜至光谱仪，实现微区光波导特性检测功能；其中带通滤光片或陷波滤光片的选择由光学参量放大器产生的激发光波长决定。
24、作为本专利技术的进一步改进，所述计算机可实现对ccd和光谱仪的自动化数据采集以及对双轴压电位移台和三轴压电位移台的自动化控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，包括：激光光源及中继模块、笼式光波导检测及成像模块和压电位移轴及控制模块；
2.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述激光光源及中继模块还包括：折叠反射镜、第一聚焦透镜和功率计；
3.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
6.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
7.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述计算机可实现对CCD和光谱仪的自动化数据采集以及对双轴压电位移台和三轴压电位移台的自动化控制操作，成像范围、信号采集范围、位移轴速度以及扫描范围均可自定义。
8.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述笼式光波导检测及成像模块还包括笼
9.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述透明装载片由样品卡夹稳定夹持，所述双轴压电位移台为第二显微物镜提供精准可控的微米级二维运动，所述三轴压电位移台为样品卡夹提供精准可控的微米级三维运动。
10.一种基于如权利要求1～9中任一项所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置的测试方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，包括：激光光源及中继模块、笼式光波导检测及成像模块和压电位移轴及控制模块；
2.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述激光光源及中继模块还包括：折叠反射镜、第一聚焦透镜和功率计；
3.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
5.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
6.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，
7.如权利要求1所述的微区多功能荧光光波导特性检测成像装置，其特征在于，所述计算机可实...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋海英，谢奇源，葛超，李亚超，汪鹏，刘峻峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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