[发明专利]一种单个纳米颗粒的探测方法及探测装置

权利要求书

1.一种单个纳米颗粒的探测方法，其特征在于，所述探测方法包括：

在金属薄膜表面激发表面等离激元驻波；

将纳米颗粒放置于所述表面等离激元驻波场中；

对金属薄膜表面成像，获取探测信号图像；

调节所述表面等离激元驻波的波腹位置；

在调节过程中，判断所述探测信号图像的各个位置是否存在散射像；

若是，则相对应位置存在纳米颗粒；

获取所述纳米颗粒位于所述波腹位置的图像作为目标信号图像；

依据所述目标信号图像，获取纳米颗粒信息；

所述在金属薄膜表面激发表面等离激元驻波，包括：

由两束等功率相干激光以同角度，不同方向入射至金属薄膜上，以产生所述表面等离激元驻波。

2.根据权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述对金属薄膜表面成像，获取探测信号图像，包括：

获取不存在所述纳米颗粒时的第一图像，以及存在所述纳米颗粒时的第二图像；

所述第二图像与所述第一图像相减，获得所述探测信号图像。

3.根据权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述调节所述表面等离激元驻波的波腹位置，包括：

调节所述两束相干激光的相对相位差，使所述相对相位差从0pi至2pi进行变化，以实现对所述表面等离激元驻波的波腹位置的调节。

4.根据权利要求1所述的探测方法，其特征在于，所述依据所述目标信号图像，获得纳米颗粒信息包括：

取所述目标信号图像中心亮度强度和作为信号数值，根据所述纳米颗粒的折射率，得到所述纳米颗粒的尺寸信息。

5.一种单个纳米颗粒的探测装置，其特征在于，所述探测装置包括：

光源、光束整形镜组、相干光调节单元、高数值孔径物镜、镀金属膜盖玻片、表面等离激元驻波及纳米颗粒、成像接收单元和信号处理单元；

其中，所述光源用于出射激光，并入射至所述光束整形镜组；

所述光束整形镜组用于调节所述激光的偏振态和光束分布；

所述相干光调节单元用于产生强度相同且均能激发所述表面等离激元驻波的两束相干光；

所述镀金属膜盖玻片设置于所述高数值孔径物镜上，所述高数值孔径物镜用于将所述两束相干光以准直状态从两侧以相同角度斜入射至所述镀金属膜盖玻片上；

所述相干光调节单元还用于改变所述两束相干光入射至所述镀金属膜盖玻片上的角度，还用于调节所述两束相干光与高数值孔径物镜光轴距离，实现所述两束相干光以相同角度不同方向入射至所述镀金属膜盖玻片上；

当入射至所述镀金属膜盖玻片上的光入射角度等于表面等离激元激发角度时，所述镀金属膜盖玻片与上表面介质的分界面上，两束相干光的光斑照明重合位置将激发表面等离激元驻波；

所述成像接收单元用于通过所述高数值孔径物镜对反射光进行成像，以获得所述表面等离激元驻波的近场分布图像信息，即探测信号图像；

所述相干光调节单元还用于依据所述探测信号图像调节所述表面等离激元驻波的波腹位置，以使所述纳米颗粒位于所述波腹位置；

所述成像接收单元还用于通过所述高数值孔径物镜对反射光进行成像，以获得所述纳米颗粒位于所述波腹位置的图像，即目标信号图像；

所述信号处理单元用于依据所述目标信号图像，获得纳米颗粒信息。

6.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述相干光调节单元包括：分束器、棱镜反射镜、单向移动平台、会聚镜组和薄膜分束器；

其中，所述分束器用于将所述光束整形镜组出射的光分为相同强度的两束相干光；所述两束相干光分别从两侧入射至所述棱镜反射镜；

所述棱镜反射镜设置于所述单向移动平台上，用于同时调节两束相干光与高数值孔径物镜光轴距离，以改变两束相干光入射至所述镀金属膜盖玻片上的角度，实现所述两束相干光以相同角度不同方向入射至所述镀金属膜盖玻片上；

所述会聚镜组用于将通过所述棱镜反射镜的两束相干光进行会聚处理，产生两束会聚光；

所述薄膜分束器将会聚处理后的两束相干光入射至所述高数值孔径物镜中。