[发明专利]一种基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统

权利要求书

1.一种基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：包括激发光单元、表面等离激元激发单元、SPP热电效应单元、扫描控制单元、光谱仪及监测单元；

所述激发光单元产生的光束入射到所述表面等离激元激发单元，所述表面等离激元激发单元在光束照射下激发会聚的表面等离激元特殊光场，所述SPP热电效应单元在特殊光场中进行光镊捕获，所述光镊捕获在扫描控制单元、光谱仪及监测单元的控制和监测下完成。

2.如权利要求1所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述激发光单元用于产生径向偏振光束，并将所述径向偏振光束入射至所述表面等离激元激发单元。

3.如权利要求2所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述激发光单元包括：激光器、起偏器、涡旋波片、正透镜组；

所述激光器用于产生预设波长的激光光束，并将所述激光光束入射至所述起偏器；

所述起偏器用于对入射的激光光束成为线偏光，将得到的线偏光入射至所述涡旋波片；

所述涡旋波片用于将入射的线偏光变成径向偏振光，将得到的径向偏振光入射至所述正透镜组；

所述正透镜组，用于对入射的径向偏振光进行扩束准直，将准直得到的平行光入射至所述表面等离激元激发单元。

4.如权利要求3所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述表面等离激元激发单元设有镀金属膜的玻片，所述金属膜的玻片表面上有动态操作样品溶液，所述动态操控包括对所述样品溶液中的微纳结构进行单颗粒的捕获以及扫描移动；

所述径向偏振光束在所述金属膜与所述样品溶液之间的接触面上，激发会聚的表面等离激元特殊光场用于实现SPP光镊捕获，并增强待测样品的拉曼信号。

5.如权利要求4所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述表面等离激元激发单元包括：分束器、高数值孔径物镜；

所述分束器用于将所述径向偏振光束分成第一光束和第二光束，将所述第一光束入射至所述高数值孔径物镜；

所述高数值孔径物镜用于将所述第一光束入射到所述镀有金属膜的玻片，使得所述第一光束在所述金属膜与所述样品溶液之间的接触面上激发所述表面等离激元光场。

6.如权利要求1所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述SPP热电效应单元包括：表面活性剂分子，样品颗粒溶液；

所述表面活性剂包覆在所述样品溶液中的微纳结构上，使颗粒带上正电荷或者负电荷，并且表面活性剂在样品溶液中的重新分布会产生指向激光束的电场，将被表面活性剂分子包覆的微纳结构捕获在SPP场中心点上；

所述样品颗粒溶液，用于提供颗粒的捕获环境，能够让颗粒与表面活性剂自由的移动，完成表面活性剂对颗粒的包覆以及在溶液中重新分布的过程；

所述表面等离激元场的光学力与电场的综合效应对所述样品溶液中的微纳结构稳定捕获和动态操控。

7.如权利要求5所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述高数值孔径物镜还用于将所述样品溶液的反射光进行耦合，耦合后得到的耦合光经所述分束器反射入基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统中的扫描控制单元、光谱仪及监测单元。

8.如权利要求7所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述扫描控制单元、光谱仪及监测单元用于对所述微纳结构的动态操控进行实时监测。

9.如权利要求8所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述扫描控制单元、光谱仪及监测单元包括：滤光片、图像传感器CCD和计算机；

所述滤光片对所述耦合光进行滤光，将滤光后的耦合光传输到所述图像传感器CCD进行成像；

所述计算机与所述图像传感器CCD和所述扫描平台相连接，用于实时显示所述图像传感器CCD的成像图像；

所述光谱仪用于检测样品的拉曼光谱，以及用于样品的拉曼光谱扫描成像。

10.如权利要求8所述的基于SPP热电光镊的拉曼光谱扫描成像系统，其特征在于：所述计算机还用于控制所述扫描控制单元。