[发明专利]通过和频振动光谱对样品的扫描表面成像的表面感测系统和方法

权利要求书

1.一种用于对样品的扫描表面成像的表面感测系统，所述系统包括：

样品支架，其包括配置为支撑所述样品的支撑表面；

可见光源，其配置为当所述样品被所述支撑表面支撑时引导可见光束入射在所述扫描表面上的采样位置上；

可调节红外光源，其配置为当所述样品被所述支撑表面支撑时引导可调节红外光束与入射在所述扫描表面上的所述采样位置上的所述可见光束重合，其中所述可调节红外光源进一步配置为选择性地改变所述可调节红外光束的波长以允许所述可调节红外光束选择性地在位于所述扫描表面上的成像结构内引起共振；

扫描结构，其配置为横跨所述扫描表面扫描所述可见光束和所述可调节红外光束以选择性地改变限定所述采样位置的所述扫描表面的一部分，其中所述扫描结构配置为以下的至少一种：

(i)相对于所述扫描表面同时移动所述可见光束和所述可调节红外光束二者；

(ii)相对于所述可见光束和所述可调节红外光束二者可操作地平移所述样品支架；

(iii)独立于所述可调节红外光源移动所述可见光源；和

(iv)独立于所述可见光源移动所述可调节红外光源；

滤光器，其配置为从所述扫描表面接收发射光束，所述发射光束包括所述可见光束和所述可调节红外光束之间的和频信号，并且对所述发射光束进行滤光以生成滤光光束，其中响应于所述可见光束和所述可调节红外光束二者入射在所述扫描表面上所述发射光束从所述扫描表面发射；

光检测系统，其配置为从所述滤光器接收所述滤光光束；和

对准结构，其配置为可操作地对准以下的至少两个：

(i)所述可见光源；

(ii)所述可调节红外光源；

(iii)所述样品支架；

(iv)所述光检测系统；和

(v)所述滤光器。

2.权利要求1所述的系统，其中所述可见光束具有至少基本上固定的光谱。

3.权利要求1所述的系统，其中所述可见光源包括以下的至少一种：

(i)脉冲激光系统；

(ii)固态激光器；和

(iii)钕YAG激光器，其中所述钕YAG激光器被倍频。

4.权利要求1所述的系统，其中所述可见光束具有至少0.3微米和至多0.8微米的平均波长。

5.权利要求1所述的系统，其中所述可见光源包括可见光源控制组件，其配置为选择性地改变以下的至少一种：

(i)所述可见光束的强度；

(ii)所述可见光束的偏振；

(iii)所述可见光束的波长；和

(iv)所述可见光束的带宽。

6.权利要求1所述的系统，其中所述可调节红外光源具有选择性可变的输出光谱。

7.权利要求1所述的系统，其中所述可调节红外光源包括以下的至少一种：

(i)光学参量振荡器；和

(ii)铌酸锂(LiNbO₃)晶体激光器。

8.权利要求1所述的系统，其中所述可调节红外光源包括可调节红外光源控制组件，其配置为选择性改变以下的至少一种：

(i)所述可调节红外光束的强度；

(ii)所述可调节红外光束的偏振；

(iii)所述可调节红外光束的波长；和

(iv)所述可调节红外光束的带宽。

9.权利要求1所述的系统，其中所述光检测系统包括光学检测器，其中所述光学检测器包括以下的至少一种：

(i)光电倍增管；

(ii)光电二极管；和

(iii)焦平面阵列。

10.权利要求9所述的系统，其中所述光电二极管是雪崩光电二极管。