專利名稱：激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組裝方法，屬可應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)的熒光顯微鏡設(shè)備及組裝技術(shù)。
自20世紀(jì)七十年代以來(lái)，在地質(zhì)學(xué)及生物學(xué)領(lǐng)域，熒光顯微鏡得到了廣泛應(yīng)用。在組成上，熒光顯微鏡是由傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡及熒光激發(fā)器組成。熒光顯微鏡的關(guān)鍵技術(shù)在于熒光誘導(dǎo)光源，以及如何將該光源激發(fā)器與顯微鏡連接。目前所用熒光光源均為高壓汞燈，經(jīng)二十多年的應(yīng)用與不斷改進(jìn)，采用高壓汞燈作為誘導(dǎo)熒光的光源暴露出一些明顯的問(wèn)題(1)高壓汞燈所激發(fā)的熒光強(qiáng)度不穩(wěn)定；(2)高壓汞燈誘導(dǎo)的熒光強(qiáng)度弱，對(duì)于一些弱熒光的樣品，難觀測(cè)到可見(jiàn)熒光；(3)高壓汞燈使用壽命較短，易老化。在這種背景下，開(kāi)發(fā)新的熒光誘導(dǎo)技術(shù)成為近年來(lái)眾多人一直探討的課題。激光由于具有強(qiáng)度大、單色性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是誘導(dǎo)熒光較好的方法。其中的關(guān)鍵技術(shù)是如何將激光光源與傳統(tǒng)顯微鏡連接，形成既能觀察、又能測(cè)定各種熒光參數(shù)的統(tǒng)一體。目前發(fā)展起來(lái)的激光顯微分析技術(shù)主要采用聚焦激光分解樣品，然后收集熱解產(chǎn)物作氣象色譜-質(zhì)譜分析，目前的技術(shù)尚不能應(yīng)用激光誘導(dǎo)熒光直接觀測(cè)樣品的熒光特征。因此，發(fā)展激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡具有重要科學(xué)意義與應(yīng)用前景。
本發(fā)明的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有熒光顯微鏡組裝技術(shù)采用高壓汞燈作誘導(dǎo)熒光的光源而存在所激發(fā)的熒光強(qiáng)度不穩(wěn)定、熒光強(qiáng)度弱、難觀測(cè)到可見(jiàn)熒光、高壓汞燈壽命短、易老化等缺點(diǎn)和問(wèn)題，研究發(fā)明一種能將強(qiáng)度強(qiáng)、單色性好的激光作為誘導(dǎo)光源，并將激光發(fā)生器與顯微鏡組合起來(lái)，形成激光誘導(dǎo)熒光系統(tǒng)的激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組裝方法，以便該系統(tǒng)既能觀察樣品熒光特征，又可測(cè)定熒光光譜的各種熒光參數(shù)和光度曲線，熒光觀測(cè)范圍大，對(duì)觀測(cè)樣品無(wú)破壞作用。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組成及組裝工藝框圖如

圖1所示。它主要由激光發(fā)生器、光學(xué)組合系統(tǒng)、激光功率計(jì)、顯微鏡、計(jì)算機(jī)、視力保護(hù)濾光器組裝構(gòu)成，其中激光發(fā)生器為亞離子激光器，要求輸出功率在50mw～2000mw；光學(xué)組合系統(tǒng)包括三組元件第一組是濾光片，透光率在590％之間，隨情況調(diào)節(jié)；第二組是透鏡，通過(guò)它進(jìn)行光束聚焦與散射的調(diào)節(jié)形成適應(yīng)樣品觀測(cè)的激光束；第三組是反射鏡，通過(guò)它可調(diào)整方向?qū)⒓す馐瓷浜笃叫羞M(jìn)入顯微鏡中反射系統(tǒng)，當(dāng)光線平行入射時(shí)，可省掉本組反射鏡；激光功率計(jì)，可測(cè)定進(jìn)入顯微鏡聚焦光束的強(qiáng)度；顯微鏡可以是普通的熒光顯微鏡或顯微光度計(jì)；視力保護(hù)濾光器由一組濾光片組成，其可濾掉對(duì)人體視力有害的激光光源的短波，而讓樣品發(fā)射的可見(jiàn)熒光通過(guò)；計(jì)算機(jī)，當(dāng)激光發(fā)生器與顯微光度計(jì)相連接時(shí)，需配備計(jì)算機(jī)用以測(cè)定各項(xiàng)參數(shù)，所需軟件可利用顯微光度計(jì)所配套的軟件；其組裝方法如下將激光發(fā)生器安裝在距顯微鏡0.4～0.6m的位置，并穩(wěn)固在桌面上，調(diào)節(jié)支架螺絲，使其水平、并使激光發(fā)射孔與顯微鏡光源點(diǎn)高度相對(duì)應(yīng)，再精確調(diào)節(jié)光束與顯微鏡的光學(xué)組合系統(tǒng)同軸，加入第一組濾光片及第二組透鏡，第一組濾光片安放在距激光器0.05～0.10m處，第二組透鏡距第一組濾光片0.05～0.10m，第三組反射鏡的安裝是讓激光束以30～50℃角度射向反射鏡，以保證反射后的激光平行入射顯微鏡，其調(diào)節(jié)方法是通過(guò)顯微鏡視域光欄觀察熒光成象，轉(zhuǎn)動(dòng)第二組透鏡及第三組反射鏡角度，若從顯微鏡后面連接，則可減少第三組反射鏡，但調(diào)節(jié)不如側(cè)面連接方便，直到視域內(nèi)熒光強(qiáng)度完全均勻一致，激光功率計(jì)安放在離顯微鏡0.04～0.05m的位置，上述組裝已安裝好激光發(fā)生器；視力保護(hù)濾光器安放在顯微鏡原阻擋濾光片的位置；圖象輸出是通過(guò)顯微鏡視域光欄觀察或顯微照相，數(shù)據(jù)輸出為打印機(jī)打印，可打印經(jīng)計(jì)算機(jī)處理的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)使觀測(cè)樣品的熒光強(qiáng)度成數(shù)倍增加，有利于研究一般熒光顯微鏡難以觀察的弱熒光樣品；(2)使熒光檢測(cè)范圍擴(kuò)大，如可觀測(cè)到油氣源巖中鏡質(zhì)組反射率高達(dá)2.5％有機(jī)質(zhì)的熒光；(3)可觀測(cè)以往觀測(cè)不到的熒光瀝青、有機(jī)包裹體等多種熒光信息；(4)不破壞樣品；(5)激光強(qiáng)度連續(xù)可調(diào)，可適用于不同的研究目的；(6)可進(jìn)行弱熒光樣品照相與熒光光譜測(cè)定。
本發(fā)明的實(shí)施方式較為簡(jiǎn)單，只要按圖1所示及上面說(shuō)明書(shū)所述的方法進(jìn)行組裝，便能較好的實(shí)施本發(fā)明。發(fā)明人曾按圖1所示并按上面說(shuō)明書(shū)所述的組裝方法在中科院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組裝了一臺(tái)激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡，現(xiàn)對(duì)其實(shí)施情況及效果說(shuō)明如下(1)激光發(fā)生器建議采用美國(guó)Spactrum-physics laser公司生產(chǎn)的亞離子激光器，型號(hào)可為Spinnaker1161，輸出功率50mw～2000mw；(2)激光發(fā)生器與顯微鏡之間的光學(xué)組合系統(tǒng)組成為第一組濾光片由三塊濾光片迭加而成，透光度為20～60％；第二組為f＝50cm的透鏡，型號(hào)可為L(zhǎng)-36，由Leica公司生產(chǎn)，將激光聚集成適合觀測(cè)的激光束；(3)檢測(cè)激光強(qiáng)度的激光功率計(jì)可用中國(guó)科學(xué)院物理研究所制造的，型號(hào)可為1P-3A；(4)顯微鏡可為由德國(guó)Leica公司生產(chǎn)的MPV3顯微光度計(jì)；(5)視力保護(hù)濾光器可采用德國(guó)Leica公司生產(chǎn)的K460阻擋濾光片激光濾光器(leica PLOEMOPAK2I2，L3)等迭合而成，可有效去除濾波長(zhǎng)＜514nm的光，而通過(guò)樣品發(fā)射的可見(jiàn)熒光信息；(6)計(jì)算機(jī)可為586兼容機(jī)，各項(xiàng)指令在Window平臺(tái)上操作完成。
本實(shí)施例組裝的激光熒光顯微鏡使用方法如下啟動(dòng)激光發(fā)生器電源，冷卻水將同時(shí)開(kāi)始循環(huán)，5分鐘后激光發(fā)生器開(kāi)始發(fā)射激光，精細(xì)調(diào)節(jié)激光束并與顯微鏡聯(lián)接到光束中心。調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度輸出功率及第一組濾片，使激光功率計(jì)讀數(shù)在50～300mw范圍內(nèi)，具體強(qiáng)度值隨研究樣品性質(zhì)而定，如巖石樣品，功率計(jì)讀數(shù)在200～250mw為宜；如有機(jī)質(zhì)樣品，功率計(jì)讀數(shù)50～150mw較好。讓調(diào)整好的激光束平行射入顯微光度計(jì)，插入視力保護(hù)濾光片，觀測(cè)樣品熒光圖象和熒光光譜可根據(jù)樣品形態(tài)大小分別選用以下物鏡NPL FLUOTAR 16/0.45，F(xiàn)LUORESZENZ 25/0.6w，F(xiàn)LUORESZENZ 50/1.0w，F(xiàn)LUORESZENZ 40/1.3OIL，F(xiàn)LUORESZENZ 63/1.3OIL。在顯微鏡下調(diào)節(jié)樣品焦距，使圖象清晰，然后便可按常規(guī)方法觀察樣品特征，用顯微光度計(jì)及其所配套的計(jì)算機(jī)軟件測(cè)定各項(xiàng)熒光參數(shù)。關(guān)機(jī)的方法是先關(guān)閉計(jì)算機(jī)后再關(guān)閉顯微光度計(jì)高壓和電源，斷開(kāi)激光發(fā)生器電源開(kāi)關(guān)，20分鐘后關(guān)閉冷卻水電源開(kāi)關(guān)。
本實(shí)施例組裝的熒光顯微鏡主要應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域，其顯著效果體現(xiàn)在(1)可檢測(cè)到鏡質(zhì)組反射率高達(dá)2.50％有機(jī)質(zhì)的熒光；(2)可觀察到樣品中多種熒光現(xiàn)象及結(jié)構(gòu)特征，如各種包裹體、烴類(lèi)及油氣運(yùn)移現(xiàn)象，為油氣勘探評(píng)價(jià)提供依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組裝方法，其特征在于它主要由激光發(fā)生器、光學(xué)組合系統(tǒng)、激光功率計(jì)、顯微鏡、計(jì)算機(jī)、視力保護(hù)濾光器組裝構(gòu)成，其中激光發(fā)生器為亞離子激光器，要求輸出功率在50mw～2000mw；光學(xué)組合系統(tǒng)包括三組元件第一組是濾光片，透光率在5～90％之間，隨情況調(diào)節(jié)；第二組是透鏡，通過(guò)它進(jìn)行光束聚焦與散射的調(diào)節(jié)形成適應(yīng)樣品觀測(cè)的激光束；第三組是反射鏡，通過(guò)它可調(diào)整方向，將激光束反射后平行進(jìn)入顯微鏡中反射系統(tǒng)；激光功率計(jì)，可測(cè)定進(jìn)入顯微鏡聚焦光束的強(qiáng)度；顯微鏡可以是普通的熒光顯微鏡或顯微光度計(jì)；視力保護(hù)濾光器由一組濾光片組成；其可濾掉對(duì)人體視力有害的激光光源的短波，而讓樣品發(fā)射的可見(jiàn)熒光通過(guò)；計(jì)算機(jī)；當(dāng)激光發(fā)生器與顯微光度計(jì)相連接時(shí)，需配備計(jì)算機(jī)用以測(cè)定各項(xiàng)參數(shù)，所需軟件可利用顯微光度計(jì)所配套的軟件；其組裝方法如下將激光發(fā)生器安裝在距顯微鏡0.4～0.6m的位置，并穩(wěn)固在桌面上，調(diào)節(jié)支架螺絲，使其水平、并使激光發(fā)射孔與顯微鏡光源點(diǎn)高度相對(duì)應(yīng)，再精確調(diào)節(jié)光束與顯微鏡的光學(xué)組合系統(tǒng)同軸，加入第一組濾光片及第二組透鏡，第一組濾光片安放在距激光片0.05～0.10m處，第二組透鏡距第一組濾光片0.05～0.10m，第三組反射鏡的安裝是讓激光束以30～50℃角度射向反射鏡，以保證反射后的激光平行入射顯微鏡，其調(diào)節(jié)方法是通過(guò)顯微鏡視域光欄觀察熒光成象，轉(zhuǎn)動(dòng)第二組透鏡及第三組反射鏡角度，若從顯微鏡后面連接，則可減少第三組反射鏡，直到視域內(nèi)熒光強(qiáng)度完全均勻一致，激光功率計(jì)安放在離顯微鏡0.04～0.05m的位置，上述組裝已安裝好激光發(fā)生器；視力保護(hù)濾光器安放在顯微鏡原阻擋濾光片的位置；圖象輸出是通過(guò)顯微鏡視域光欄觀察或顯微照相，數(shù)據(jù)輸出為打印機(jī)打印，可打印經(jīng)計(jì)算機(jī)處理的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明是激光誘導(dǎo)熒光顯微鏡組裝方法,它由激光發(fā)生器、光學(xué)組合系統(tǒng)、激光功率計(jì)、顯微鏡、計(jì)算機(jī)、視力保護(hù)濾光器組裝構(gòu)成,組裝方法:激光發(fā)生器固裝在距顯微鏡0.4～0.6m的位置,調(diào)節(jié)使激光發(fā)射孔與顯微鏡光源點(diǎn)相對(duì)應(yīng),激光束與光學(xué)組合系統(tǒng)同軸,再分別加入濾光片、透鏡及反射鏡,激光功率計(jì)安放在距顯微鏡0.04～0.05m的位置。用本發(fā)明方法組裝的熒光顯微鏡觀測(cè)樣品的熒光強(qiáng)度成數(shù)倍增加,有利于觀察弱熒光樣品,熒光檢測(cè)范圍擴(kuò)大、不破壞樣品,應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)G02B21/36GK1261159SQ00114099
公開(kāi)日2000年7月26日 申請(qǐng)日期2000年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月8日
發(fā)明者肖賢明, 劉德漢, 申家貴 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所