波长分工SRS显微镜制造技术

一种波长分工SRS显微镜，包含：一激光波长转换机构，使短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；一激光光线处理机构，先将单位为皮秒的激光压缩为飞秒并将激光光束分为两道，分别做能量增大与增长波长的处理；一显微镜检测机构，先将为飞秒单位的激光光束转换回皮秒，并将两道不同波长的激光光束传至显微镜以进行生物构成物质测定；以及一低通滤波器，用于滤除该第一反射波束与该第二反射波束，而仅保留该第三反射波束，其中由该第三激光光束的频谱可以找出所照射的分子的键结，所以相对的经由频谱表可以知道该地区的分子。本实用新型专利技术将运用飞秒激光的双光子显微镜和运用皮秒激光的显微镜做结合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关于应用显微镜检测技术的改良，尤其是一种波长分工SRS显微镜。
技术介绍
生物标本中，含有丰富的组成分子特征，利用振动光谱即可辨识生物标本中的成分组成，而不需利用荧光剂来做检测。近来，在探测生物组成结构的领域发展出一种利用受激拉曼散射(stimulated Raman scattering)的显微镜,可直接根据分子振动能量的级别了解生物标本的组成，甚或是未知的分子特征。另外，结合特定的检测方式消去干扰的电子杂波，使显微镜的显像可达到更加准确的效果。在利用受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,以下简称SRS)原理的显微镜中，只有一种特定频率(ωρ)的激光光束可以照亮生物样本，且会因为没有弹性散射而分别产生史托克斯(ω s)和反史托克斯频率coas (Stoke’ s and anti-Stoke frequency)。然而，在SRS的显微镜中，将两道频率为ω P的激光光线和史托克斯频率cos置于样本上，而当Raman shift ( Δ ω = ωρ - ω s)和特定的生物组成频率Ω相符时，由于分子的受激而可将拉曼信号放大。但是，当△ ω因为吸收外来的能量或是其他因素而无法与生物组成频率共振时，SRS就没办法发生。因此SRS即无法拥有非共振信号，成为了反史托克斯频率显微镜的一大优势。在双光子显微镜中，SRS所激发的整体非线性特征是取决于3D截面，也就是在生物样本上可逐点显示的三维成像。一般来说，运用可调式的皮秒激光可得到理想的效果，因为其光谱宽度与分子振动频率的内在线宽最为符合。基于此原由，飞秒激光显微镜通常因为其有限的光谱分辨率与分子特异性而被排除。最理想的显微镜首选即为将运用皮秒激光的显微镜和另一种强大的非线性显微镜运用飞秒激光的双光子显微镜(two-photon microscopy)做结合,但是很不幸地，目前的技术，仍然很难将运用飞秒激光的双光子显微镜和运用皮秒激光的显微镜做结合。因此，本技术的专利技术人亟需构思一种新技术以改善其问题。
技术实现思路
所以本技术的目的为解决上述现有技术上的问题，本技术中提出一种波长分工SRS显微镜，本技术将运用飞秒激光的双光子显微镜和运用皮秒激光的显微镜做结合。其优点在于，可将飞秒激光与皮秒激光结合，取其个别的优点以使显微镜达到最佳的检测效果。本技术兼容了飞秒激光技术与光纤激光器技术，因此和双光子显微镜(two-photon microscopy)的整合是很容易的。此外，由于Roman shift (喇曼频移)可调校激光二极管发出的激光光束与史托克斯脉冲之间的延迟，即可不必使用可调式激光。为达到上述目的，本技术中提出一种波长分工SRS显微镜，其中包含一激光波长转换机构，使短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；一激光光线处理机构，先将单位为皮秒的激光压缩为飞秒并将激光光束分为两道，分别做能量增大与增长波长的处理，最后会得到两道不同波长的光束，其中一道能量较强，但维持原来的波长，其波长为第一波长，即为第一波长波束；另一道则波长较长，其波长为第二波长，即为第二波长波束；一显微镜检测机构，先将为飞秒单位的激光光束转换回皮秒，并将两道不同波长的激光光束传至显微镜以进行生物构成物质测定，其中该两道光束会产生不同的三道反射波束，分别为第一波长波束的第一反射波束，第二波长波束的第二反射波束，第三反射波束，其频率为第一反射波束及第二反射波束的频率差；以及一低通滤波器，用于滤除该第一反射波束与该第二反射波束，而仅保留该第三反射波束，其中由该第三激光光束的频谱可以找出所照射的分子的键结，所以相对的经由频谱表可以知道该地区的分子。本技术的一种波长分工SRS显微镜，包含一激光波长转换机构，使短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；一激光光线处理机构，先将单位为picosecond (皮秒)的激光压缩为femtosecond并将激光光束分为两道，分别做能量增大与增长波长的处理，最后会得到两道不同波长的光束，其中一道能量较强，但维持原来的波长，其波长为第一波长，即为第一波长波束；另一道则波长较长，其波长为第二波长，即为第二波长波束；—显微镜检测机构,先将为femtosecond单位的激光光束转换回picosecond (皮秒)，并将两道不同波长的激光光束传至显微镜以进行生物构成物质测定，其中该两道光束会产生不同的三道反射波束，分别为频率相同于第一波长波束的第一反射波束，频率相同于第二波长波束的第二反射波束，以及第三反射波束，该第三反射波束的频率为第一反射波束及第二反射波束的频率差；以及一低通滤波器，用于滤除该第一反射波束与该第二反射波束，而仅保留该第三反射波束，其中由该第三激光光束的频谱可以找出所照射的分子的键结，所以相对的经由频谱表可以知道该地区的分子。其中该第一波长为1030nm，该第二波长为1300nnTl400nm，该第三反射光束其频谱的波长的变动范围在 270 (1300-1030) nnT370 (1400-1030) nm 之间。该激光波长转换机构包含一左激光二极管(pump laser diode)，该左激光二极管系做为整体装置的激光光束来源之一；该左激光二极管的输出端接有一左光纤；一右激光二极管(pump laser diode)，该右激光二极管系做为整体装置的激光光束来源之一；该右激光二极管的输出端接有一右光纤；—左隔离器(isolator),该左隔离器的输入端接收通过该左光纤传输的激光光束，并使激光光束保持单向传送，而无法反向回传，激光光束自该左隔离器的输出端传送置下一级元件；一右隔离器(isolator)，该右隔离器的输入端接收通过该右光纤传输的激光光束，并使激光光束保持单向传送，而无法反向回传，激光光束自该右隔离器的输出端传送至下一级元件；一左分波多工器(wavelength-division multiplexing),该左分波多工器包含两个I/o埠，分别为第一左1/0埠、及第二左1/0埠；该左分波多工器可使特定波长的激光光束输入及输出；一右分波多工器(wavelength-division multiplexing),该右分波多工器包含两个I/o埠，分别为第一右I/O埠及第二右I/O埠；该右分波多工器可使特定波长的激光光束输入及输出；—掺镱光纤(Yb-doped fiber),该掺镱光纤位于该左分波多工器与该右分波多工器中间，其一端接于该第二左I/O埤,另一端接于该第二右I/O埤；激光光束自该第二左I/O埠与该第二右I/O埠进入该掺镱光纤并于该掺镱光纤中来回振荡，该掺镱光纤激光吸收，并放出波长为第一波长的激光，第一波长的激光会自该第二左I/o埠与该第二右I/O埠分别向该第一左I/o埤与第一右I/O埤传输出去；—右回路光纤，该右回路光纤的一端接于该第一右I/O埤,用于传输来自该第一右I/O埤的第一波长的激光光束；·一右回路隔离器(isolator)，该右回路隔离器的输入端接收来自于该第一右I/O埠的激光光束，使激光光束保持单向传送，而无法反向回传，确保光线的单向性，该激光光束并自该右回路隔离器的输出端向下级元件传输；—右光纤准直器(collimator),该右光纤准直器接于该右本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长分工SRS显微镜，其特征在于，包含：一个激光波长转换机构，以将短波长的激光光束转为较长波长的激光光束；一个激光光线处理机构，将单位为皮秒的激光压缩为飞秒并将激光光束分为两道，并分别做能量增大与增长波长的处理，而得到两道不同波长的光束，其中一道能量较强，但维持原来的波长，其波长为第一波长，即为第一波长波束；另一道则波长较长，其波长为第二波长，即为第二波长波束；一个显微镜检测机构，该显微镜检测机构将为飞秒单位的激光光束转换回皮秒，并将两道不同波长的激光光束传至显微镜以进行生物构成物质测定，其中该两道光束产生不同的三道反射波束，分别为频率相同于第一波长波束的第一反射波束，频率相同于第二波长波束的第二反射波束，以及第三反射波束，该第三反射波束的频率为第一反射波束及第二反射波束的频率差；以及一个低通滤波器，该低通滤波器滤除该第一反射波束与该第二反射波束，而仅保留借助其频谱能找出所照射的分子的键结的该第三反射波束以经由频谱表知道该地区的分子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄书伟，李选德，
申请(专利权)人：黄书伟，李选德，
类型：实用新型
国别省市：