專利名稱：光學環形照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明裝置，尤其是涉及一種光學環形照明裝置。
背景技術：
暗場顯微技術已經得到十分廣泛的使用，它的特點和明場照明不同，不直接觀察到照明的光線，而是觀察被檢物體散射的光線。因此，視場成為黑暗的背景，而被檢物體則呈現明亮的像。由于散射信號比激發光線弱很多，為了保證暗的視野背景，因此需要高角度入射的環形光束，以保證反射的激發光線也不會進入收集鏡頭。由于大部分的中心光線被擋住了，為了保證視野有足夠的亮度，儀器廠商設計并提高了照明光源的功率，但此法沒有合理的利用光源能量造成一定的浪費，同時大量散發的熱量提升了周圍環境的溫度，降低了儀器的穩定性。對于某些熒光或者拉曼實驗如表面等離子體共振以下簡稱SPR、全內反射以下簡稱ATR，其都需要高角度入射的激發光來激發產生樣品表面的等離子體共振sra或者是形成達到全內反射所需的角度，這同樣也需要環形光束(1. J. J. Baumberg，Τ. A. Keif, et al. ， Nano Lett. ,5(11), 2262 (2005) ；2. K. J. Mckee, Ε. A. Smith, Rev. Sci. Instrum.， 81043106(2010)) 0對于高斯分布的激光來說，中心部分光線占據了絕大部分的能量，擋住之后，旁邊的光就非常弱了，而目前小型激光器本身的功率是有限制的，因此急需一種方法來獲得高功率的環形光束以滿足實驗的需求。同時，隨著徑向偏振光在超分辨光學顯微鏡中的應用，理論表明環形光束徑向偏振光經過高數值孔徑物鏡后可以進一步獲得更小的聚焦光斑(3.R.D0rn，S. Qquabis, G. Leuchs，Phys. Rev. Lett. ,91 (23)，233901 (2003))。這也迫切地需要一種能產生高功率的激光環形照明系統。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術無法提供高功率的光學環形光束等不足，提供一種光學環形照明裝置。本發明設有機械調整架、第1固定架、內錐面反射鏡、錐面反射鏡和第2固定架；所述機械調整架內設有螺紋，所述第1固定架和第2固定架嵌入機械調整架內，所述內錐面反射鏡固定在第1固定架上，所述錐面反射鏡固定在第2固定架上。所述錐面反射鏡可采用錐角Ψ =90°錐面反射鏡。所述機械調整架用于錐面反射鏡的固定及移動固定架，是整個系統的支撐和調節部分。所述第1固定架和第2固定架通過設在機械調整架內的螺紋嵌入機械調整架內。可通過設在機械調整架內的螺紋來調節第1固定架和第2固定架的相對位置，以改變環形光束的內徑和外徑。所述第2固定架可采用高透射率的材料制成。所述內錐面反射鏡和錐角Ψ = 90°錐面反射鏡均可采用高反射率的反射鏡。
與現有的技術相比，本發明具有以下突出的優點和技術效果1)本光學環形照明裝置由于基于反射，因此出射環形光束的能量較入射光線而言基本無損耗。2)本光學環形照明裝置由于基于反射，因此基本不存在色散，球差等現象，工作波長范圍寬，錐面反射鏡結構簡單易于加工。3)本光學環形照明裝置可以通過手動/電動機械移動部件，方便地連續調節出射環形光束的內徑的大小，可以匹配任何不同后光孔大小的物鏡，連續調節入射激發光的角度。4)本光學環形照明裝置若結合連續變倍擴束系統改變入射光線的直徑，在出射環形光線出安裝光闌，可以連續調節出射環形光束線徑的大小。5)本光學環形照明裝置中的錐面反射鏡和內錐面反射鏡的錐角度數Ψ是相等的。若錐角Ψ =90°，反射角度即是45°，標準化簡單化的光路設計，便于安裝調試。6)本光學環形照明裝置可以用于暗場顯微照明，普通功率的燈源即可，合理利用能源。同樣適用于熒光及拉曼實驗研究如高角度sra激發，ATR、超分辨光學顯微鏡等領域， 甚至廣告演示，舞臺演示等場合。


圖1是本發明實施例(對應透射式工作模式)的結構示意圖。圖2是本發明實施例(對應透射式工作模式)的光路圖。圖3是本發明實施例為透射式工作模式的入射與出射光束的截面圖。
具體實施例方式以下結合圖1 3對本發明的光學環形照明裝置進行進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，不用于限定本發明。本發明實施例設有機械調整架2、第1固定架3、內錐面反射鏡4、錐面反射鏡5和第2固定架6 ；所述機械調整架2內設有螺紋，所述第1固定架3和第2固定架6嵌入機械調整架2內，所述內錐面反射鏡4固定在第1固定架3上，所述錐面反射鏡5固定在第2固定架6上。所述錐面反射鏡5采用錐角Ψ = 90°錐面反射鏡。所述機械調整架2用于錐面反射鏡的固定及移動固定架，是整個系統的支撐和調節部分。所述第1固定架3和第2固定架6通過設在機械調整架2內的螺紋嵌入機械調整架2內。可通過設在機械調整架2內的螺紋來調節第1固定架3和第2固定架6的相對位置，以改變環形光束的內徑和外徑。所述第2固定架6采用高透射率的材料制成。所述內錐面反射鏡4和錐角Ψ =90°錐面反射鏡5均采用高反射率的反射鏡。圖1和2分別給出本發明實施例的結構示意圖和光路圖。平行光線1經過錐角Ψ =90°的錐面反射鏡5后反射到錐角Ψ =90°內錐面反射鏡4處又轉為光線原來前進方向，但此時變成了環形光束7向前傳播，環形光束的線徑等于入射光線直徑Dtl (參見圖3)的二分之一。移動機械調整架2可以調節內錐面反射鏡4和錐面反射鏡5之間的距離，這樣就可以連續調整環形光束內徑的大小。固定架3用于固定內錐面反射鏡4。固定架6為透光性良好的固定架，用于固定錐面反射鏡5并讓環形光束透過。圖3為光束入射與出射光的截面圖。
權利要求
1.光學環形照明裝置，其特征在于設有機械調整架、第1固定架、內錐面反射鏡、錐面反射鏡和第2固定架；所述機械調整架內設有螺紋，所述第1固定架和第2固定架嵌入機械調整架內，所述內錐面反射鏡固定在第1固定架上，所述錐面反射鏡固定在第2固定架上。
2.如權利要求1所述的光學環形照明裝置，其特征在于所述錐面反射鏡采用錐角Ψ= 90°錐面反射鏡。
3.如權利要求1所述的光學環形照明裝置，其特征在于所述第1固定架和第2固定架通過設在機械調整架內的螺紋嵌入機械調整架內。
4.如權利要求1所述的光學環形照明裝置，其特征在于所述第2固定架采用高透射率的材料制成。
5.如權利要求1所述的光學環形照明裝置，其特征在于所述內錐面反射鏡和錐角Ψ= 90°錐面反射鏡均采用高反射率的反射鏡。
全文摘要
光學環形照明裝置，涉及一種照明裝置。設有機械調整架、第1固定架、內錐面反射鏡、錐面反射鏡和第2固定架；所述機械調整架內設有螺紋，所述第1固定架和第2固定架嵌入機械調整架內，所述內錐面反射鏡固定在第1固定架上，所述錐面反射鏡固定在第2固定架上。出射環形光束的能量較入射光線而言基本無損耗。基本不存在色散，球差等現象，工作波長范圍寬，錐面反射鏡結構簡單易于加工。可匹配任何不同后光孔大小的物鏡，連續調節入射激發光的角度。可連續調節出射環形光束線徑的大小。適用于熒光及拉曼實驗研究如高角度SPR激發，ATR、超分辨光學顯微鏡等領域，甚至廣告演示，舞臺演示等場合。
文檔編號F21V14/04GK102518959SQ20111036701
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者任斌, 曾智聰, 沈煒, 王翔 申請人:廈門大學