一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置

摘要

本发明公开了一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，主要是利用高数值孔径显微物镜与宽带径向偏振光或称径向偏振白光搭建光谱测量装置。入射宽带环形径向偏振光束被高数值孔径油浸显微物镜聚焦到金属薄膜上，激发金属薄膜上表面的宽带表面等离子体波，表面等离子体波沿界面向物镜聚焦中心传播，形成一个超衍射极限的聚焦白光光斑，即近场光斑，局域在金属薄膜上表面。此光斑遇到被测样品后被散射到远场并被光谱仪采集，从而获得样品的光谱信息。表面等离子体波具有很小的穿透深度，径向偏振光可实现超衍射极限聚焦光斑，其中心光强远大于入射光光强，基于此装置可获得高空间分辨率，高灵敏度和信噪比的被测样品光谱信息。

主权项

一种基于宽带表面等离子体波的微区光谱测量装置，其特征在于：其包括：宽带光源(1)，光纤(2)，扩束透镜(3)，偏振片(4)，径向偏振转换器(5)，反射镜(6)，光阑(7)，高数值孔径油浸显微物镜(8)，折射率匹配油(9)，样品和光谱仪(13)；其中，样品包括玻璃基底(10)，金属薄膜(11)，待测样品(12)及上方空气层构成的四层结构，其制备过程为：在玻璃基底(10)上蒸镀或溅射金属薄膜(11)，并在金属薄膜上滴涂或浸涂待测样品(12)，使待测样品(12)粘着在金属薄膜(11)上；宽带光源(1)由光纤(2)导出，由扩束透镜(3)扩束后经偏振片(4)，径向偏振转换器(5)转换为径向偏振光，再经反射镜(6)，光阑(7)挡去中心光束，得到宽带环形径向偏振光束，通过高数值孔径油浸显微物镜(8)，折射率匹配油(9)，以宽角度范围聚焦辐照在金属薄膜(11)上，激发金属‑空气界面的表面等离子体波，表面等离子体波沿界面向物镜中心焦点传播，形成一个局域于此界面的超衍射极限的聚焦白光光斑，此光斑遇到界面上的微小颗粒发生散射，散射光被光谱仪(13)采集，进而获得待测样品的光谱信息。