[发明专利]基于STED测量光滑自由曲面样品装置和方法

权利要求书

1.基于STED测量光滑自由曲面样品装置，其特征在于，包括：激发模块、损耗模块、扫描成像模块和镀膜样品(15)； 

所述的激发模块包括：波长为λ₁的第一皮秒脉冲激光器(1)、第一传导光纤(2)、第一准直物镜(3)和第一平面反射镜(4)；在波长为λ₁的第一皮秒脉冲激光器(1)之后依次配置第一传导光纤(2)、第一准直物镜(3)和第一平面反射镜(4)； 

所述的损耗模块包括：波长为λ₂的第二皮秒脉冲激光器(5)、第二传导光纤(6)、第二准直物镜(7)、第二平面反射镜(8)、涡旋状相位调制板(9)和二分之一波片(10)；在波长为λ₂的第二皮秒脉冲激光器(5)之后依次配置第二传导光纤(6)、第二准直物镜(7)和第二平面反射镜(8)，在第二平面反射镜(8)反射光路上依次配置涡旋状相位调制板(9)和二分之一波片(10)； 

所述的扫描成像模块包括：第一二向色镜(11)、第二二向色镜(12)、四分之一波片(13)、聚焦物镜(14)、三维微位移载物台(16)、滤光片(17)、收集物镜(18)、针孔(19)和光电探测器(20)；在第一二向色镜(11)的反射光路上依次配置第二二向色镜(12)、四分之一波片(13)和聚焦物镜(14)，在第一二向色镜(11)反向透射光路上配置滤光片(17)、收集物镜(18)、针孔(19)和光电探测器(20)； 

所述的镀膜样品(15)包括表面镀了荧光物质薄膜的待测样品； 

所述的激发模块中的波长为λ₁的第一皮秒脉冲激光器(1)发出激发光，经过第一传导光纤(2)和第一准直物镜(3)之后形成平行光，平行光束经过第一平面反射镜(4)、第一二向色镜(11)反射和第二二向色镜(12)、四分之一波片(13)、聚焦物镜(14)透射后在镀膜样品(15)上形成第一聚焦光斑，所述的第一聚焦光斑激发样品表面的荧光膜发出荧光； 

所述的损耗模块中的波长为λ₂的第二皮秒脉冲激光器(5)发出损耗光，经过第二传导光纤(6)和第二准直物镜(7)后形成平行光，经过第二平面反射镜(8)反射，涡旋状相位调制板(9)、二分之一波片(10)透射，第二二向色镜(12)反射和四分之一波片(13)、聚焦物镜(14)透射后，在镀膜样品(15)表面形成面包圈状的第二聚焦光斑； 

所述的镀膜样品(15)表面激发出的荧光经过聚焦物镜(14)、四分之一波片(13)、第二二向色镜(12)、第一二向色镜(11)、滤光片(17)透射后被收集物镜(18)会聚，经过针孔(19)后被光电探测器(20)收集。 

2.根据权利要求1所述的基于STED测量光滑自由曲面样品装置，其特征在于，所述的镀膜样品(15)表面通过蒸镀的方法镀上一层有机荧光膜，所述的荧光膜易溶于水或有机溶剂，厚度不超过1μm。 

3.根据权利要求1所述的基于STED测量光滑自由曲面样品装置，其特征在于，所述的第一聚焦光斑和面包圈状的第二聚焦光斑中心重合。 

4.基于STED测量光滑自由曲面样品方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(a)通过蒸镀的方法在样品表面形成一层厚度不超过1μm的有机荧光膜，所述的荧光膜与样品轮廓紧密贴合，形成镀膜样品(15)； 

(b)波长为λ₁的第一皮秒脉冲激光器(1)发出激发光，经过第一传导光纤(2)和第一准直物镜(3)之后形成平行光，平行光束经过第一平面反射镜(4)、第一二向色镜(11)反射和第二二向色镜(12)、四分之一波片(13)、聚焦物镜(14)透射后在镀膜样品(15)上形成第一聚焦光斑，所述的第一聚焦光斑激发样品表面的荧光膜发出荧光； 

(c)波长为λ₂的第二皮秒脉冲激光器(5)发出损耗光，经过第二传导光纤(6)和第二准直物镜(7)后形成平行光，经过第二平面反射镜(8)反射，涡旋状相位调制板(9)、二分之一波片(10)透射，第二二向色镜(12)反射和四分之一波片(13)、聚焦物镜(14)透射后，在镀膜样品(15)表面形成面包圈状的第二聚焦光斑，第一聚焦光斑和第二聚焦光斑中心重合； 

(d)光电探测器(20)收集荧光信号，三维微位移载物台(16)带动镀膜样品(15)三维移动，形成三维扫描成像； 

(e)使用水或有机溶剂清洗掉样品表面的荧光膜。