(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210604020.4 (22)申请日 2022.05.29 (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长 春市前进大街269 9 号 (72)发明人 王英惠　申悦　李叶西　王凯　 隋宁　邹勃　 (74)专利代理 机构 吉林长春新纪元专利代理有 限责任公司 2 2100 专利代理师 魏征骥 (51)Int.Cl. G01N 21/21(2006.01) G01N 21/31(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种极端 条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显 微成像系统 (57)摘要 本发明涉及一种极端条件下圆偏振吸收、 发 射光谱和显微成像系统， 属光谱测量成像领域。 包括光源系统部分 Ⅰ、 微区光路部分 Ⅱ、 频谱采集 部分Ⅲ和微区成像部分 Ⅳ； 光源系统部分 Ⅰ的全 反射镜二或透镜二与微区光路部分 Ⅱ的反射式 物镜一光路连接， 微区光路部分 Ⅱ的光阑与频谱 采集部分 Ⅲ的透镜三光路连接， 微区成像部分 Ⅳ 的缩束镜头位于频谱采集部分 Ⅲ的全反射镜三 的后方。 本发 明对金刚石对顶砧压机内微小砧面 或低温罐中的极端条件下手性材料进行发光和 吸收的探测及成像， 具有很好的准直性， 操作的 灵活方便 。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115015125 A 2022.09.06 CN 115015125 A 1.一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统， 其特征在于： 包括光源系统 部分Ⅰ、 微区光路部 分Ⅱ、 频谱采集部 分Ⅲ和微区成像部 分Ⅳ； 光源系统部 分Ⅰ用于提供对待 测样品进 行照射的入射光束， 微区光路部 分Ⅱ用于对所述入射光束进 行扩束准直以形成平 行光束， 为待测样品提供极端测量环境并且将所述样品容置单元的腔内待测样品出射的出 射光束导入光谱处理单元， 频谱采集部分 Ⅲ用于对所述的出射光束进行光谱检测， 微区成 像部分Ⅳ对测量的材料进行成像处理， 其中光源系统部分 Ⅰ的全反射镜二或透镜二与微区 光路部分Ⅱ的反射式物镜一光路连接， 微区光路部 分Ⅱ的光阑与频谱采集部分 Ⅲ的透镜三 光路连接， 微区成像部分 Ⅳ的缩束镜 头位于频谱 采集部分 Ⅲ的全反射镜三的后方。 2.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统， 其特 征在于： 所述光源系统部分 Ⅰ包括LED灯、 透镜一、 全反射镜一、 全反射镜二、 透镜二和光源， 其中LED灯、 透镜一、 全反射镜一自左至右 顺序排列， 全反射镜二位于全反射镜一的前方， 透 镜二、 光源自右至左顺序排列。 3.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统， 其特 征在于： 所述微区光路部 分Ⅱ包括反射式物镜一、 金刚石对顶砧压机或低温罐、 反射式物镜 二和光阑， 反射式物镜一、 金刚石对顶砧压机或低 温罐、 反射式物镜二、 光阑自左至右顺序 排列， 且反射式物镜一、 金刚石对顶砧压机或低 温罐、 反射式物镜二、 光阑位于同一水平中 心线上。 4.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统， 其特 征在于： 所述频谱采集部分 Ⅲ包括透镜三、 四分之一波片、 二分之一波片格兰棱镜、 全反射 镜三、 滤光片、 透镜四、 光纤接头、 信号输入端口a， 光纤接头， 光纤， 信号输出端口b， 光纤光 谱仪和电脑， 其中透镜三、 四分之一波片、 二分之一波片格兰棱镜、 全反射镜三、 滤光片、 透 镜四、 光纤接头自左至右顺序排列， 光纤接头连接光纤， 光纤另一头连接光纤光谱仪上的信 号输入端口a， 信号输出端口b连接电脑， 且透镜三、 四分之一波片、 二分之一波片， 格兰棱 镜、 全反射镜三、 滤光片、 透 镜四位于同一水平中心线上。 5.根据权利要求1所述的一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统， 其特 征在于： 所述微区成像部分 Ⅳ包括缩束镜头和 CCD成像系统， 其中CCD成像系统位于缩束镜 头的后方， 缩束镜 头位于全反射镜三的后方。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015125 A 2一种极端条件下圆偏振吸收、 发射光谱和显微成像系统 技术领域 [0001]本发明属光谱测量成像领域， 具体涉及一种高压或低温条件下圆偏振吸收、 发射 光谱测量和显微成像和发射 光谱测量系统。 背景技术 [0002]所谓极端条件， 通常指高温、 低温、 高压和强磁场等。 温度、 压力作为决定物质状态 的两个重要物理参 量， 在改变物质结构， 引起相变等方面 起着重要作用。 [0003]圆偏振发光(Circularly  polarized  Luminescence)是指手性 发光体系能发射出 不同强度的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的性质。 主要产生于手性发光体系， 所以本发明 主要用来研究手性材料。 光学 活性物质对左、 右圆偏振光的吸收率不同， 两者的差值则称为 该物质的圆二色性(Circular  Dichroism)， 可以通过CD光谱来研究手性物质的基态手性结 构信息和基态电子特征。 而对于手性物质的激发态手性结构特征则可以通过圆偏振发光 (CPL)光谱进行研究。 [0004]手性在分子尺度甚至在地球生命的进化过程中起着至关重要的作用， 手性逐渐应 用到更多方面， 例如手性药物的合成、 非对称合成、 圆偏振发光材料、 手性器件等。 近年来， 手性发光材料快速地 发展， 圆偏振发光材料在光学数据的存储、 显示器、 3D 显示的背光源等 方面应用被开发出来。 现有的CPL材料种类丰富， 但还需要增强其性质以促进其实际应用， 优良的CPL材料性质对于CPL材料的实际应用十分关键， 因此， 需要深入研究手性发光材料 的光学性质。 [0005]CCD成像技术目前广 泛应用在工业、 科研和军事等各个领域， 是一项具有广 泛应用 前景的技术。 CCD成像过程主要分四步； 第一步是光电转换， 该过程是从 “光领域”进入到“电 领域”， CCD成像器件完成光电转换的重要条件就是光敏面的离散化， 这个离散化的光敏单 元就是我们通常所说的 “像素”。 第二步是电荷存储， MOS电容是CCD的基本组成单元， MOS电 容达到稳态的时候， 热激发电子进入耗尽层， 与光激发产生的电子 混合在一起， 要实现信号 电荷的存储， 需要在热激发电子进入势 阱之前完成电荷的存储并快速转移到相邻势 阱当 中， 要实现这个过程就需要第三步： 电荷转移。 最后一步是信号读出， 信号电荷在时钟脉冲 驱动下， 很快转移到输出端的最后一个时钟电极下面， 电荷信号变换为电流或电压信号是 信号读出电路的主要任务。 经过放大和滤波后的电信号被送到模拟数字转换器上， 由模拟 数字转换器转换为数字信号， 数值的大小和电信号的强度即电压的高低 成正比。 这些数值 其实就是图像的数据了。 在现有的系统中的频谱采集部 分只能通过光纤连接计算机才能采 集到图像， 因此不能满足快速的进行 数字成像的要求。 [0006]通过手性分子吸收和发射的圆偏振程度的测量可以获取其手性结构信息。 圆偏振 发光测试手性分子的荧光 发射中左旋和右旋圆偏振光的强度差值， 体现手性分子的激发态 手性结构信息。 过去几十年， 手性分子的比旋光度和圆二色谱一直被用于手性分子的定量 检测和结构分析。 近年来圆偏振发光在有机发光二极管(OLED)、 信息存储与处理、 自旋信息 通讯、 圆偏振激光和生物检测与探针等领域具有巨大应用前景。 但是， 现有的光路系统均是说　明　书 1/5 页 3 CN 115015125 A 3