[发明专利]样品表面成像的方法和装置

说明书

本发明涉及一种借助共焦显微镜检查对具有形貌的样品表面成像的方法，特别是共焦拉曼和/或荧光显微镜，其中提供了一种用于产生拉曼散射光和/或荧光的激励辐射的装置，特别是第一光源，优选地第一激光光源，以及第二装置，特别是第二光源，优选地第二激光光源或具有独立于第一光源控制的焦点位置的超冷光二极管(SLED)。本发明的特征在于‑所述第一光源发射第一波长范围内的光；‑所述第二光源发射第二波长范围的光；其中所述第一和第二光源的第一和第二波长范围不重叠，并且‑所述第二光源的焦平面借助通过单独控制的焦点位置进入/进入到样品表面上，使得，‑借助所述第二光源的焦点位置信号建立所述样品的形貌，和/或基于该信号使所述样品进入所述第一光源的焦平面。

技术领域

本发明涉及一种用于表面成像的方法和装置，特别地通过使用共焦显微镜检查扫描大量表面区域的具有形貌的样品的表面。在共焦显微镜检查中，表面区域的共焦图像由位于成像平面上的检测器生成。特别地，本发明涉及所谓的共焦拉曼和/或荧光显微镜或用于共焦荧光和/或拉曼显微检查的装置，但不限于它们。

除了用于表面成像的方法外，特别地具有形貌的样品表面，还描述了一种使用共焦显微镜检查或共焦拉曼和/或荧光显微镜检查对样品成像的装置。拉曼测量或荧光测量可用于用光源激励样品激励，以及基于样品激励出的光对样品的不同材料进行化学成像。

背景技术

在共聚焦显微镜检查中，来自光源的光在到达样品的路径上被引导通过物镜，并且从而聚焦在样品表面的一个基本点状的区域(艾里斑)上。同时，物镜可用于收集样品发射的光，特别是所发射的拉曼光或荧光，并将其传输到检测器。因此，借助物镜可以在本质上垂直于照明和/或检测光束路径对样品的区域或基本点状区域进行共焦成像。如果移动了样品或物镜或照明，就有可能在x-y-方向上进行扫描，从而扫描整个样品。在共焦成像中，光源(优选为基本点状光源，优选为激光光源)在由于光的波动性质或基本点状区域所产生的焦点上成像(阿贝条件)，理想地为样品的一个点。然后，优选地通过用相同的光学元件，即用相同的物镜，将该像素聚焦在检测器前面的针孔上。检测器本身也可以表示针孔，而无需在检测器前面放置单独的针孔。如果共焦成像用于显微镜检查，可以获得图像对比度的相当大提高，因为只有来自物镜焦平面的光有助于成像。关于共聚焦光学显微镜检查，请参考DE 199 02 234 A1，其中详细介绍了一种具有共焦物镜的显微镜。

共焦测量在许多应用中具有优点，例如拉曼和/或荧光测量，由于现有的散射光背景被非常强烈地抑制。由于仅测量来自焦平面的光，共焦显微镜检查也可以在透明样品的情况下测量在实际样品表面以下的样品区域。

从后公开的DE 10 2009 015 945 A1中已知一种共焦拉曼和/或荧光显微镜。

然而，共焦测量或共焦显微镜检查中的问题是，由于漂移、形貌、样品不均匀性、粗糙度，以及样品的倾斜度，在扫描样品时，要成像的平面或区域，特别是表面，往往不能保持在焦平面内。

因此，为了获得满意的结果，许多应用需要扩展的方法和装置用于聚焦稳定或聚焦跟踪待测表面。

从US5,581,082 B1中已知一种与共焦显微镜结合的原子力显微镜或扫描隧道显微镜。利用AFM或STM尖端，还可以特别地沿z方向扫码样品。