本發(fā)明涉及納米顆粒檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類的研究領(lǐng)域向微觀世界逐步前進(jìn)，碳納米管、量子點(diǎn)、病毒等納米顆粒引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。在對(duì)物質(zhì)研究中，對(duì)物質(zhì)形狀、尺寸等形貌特性的測(cè)量是研究的基礎(chǔ)。對(duì)常規(guī)物質(zhì)，形貌檢測(cè)通常是利用直接照相或者顯微鏡觀測(cè)等光學(xué)成像方法實(shí)現(xiàn)的。然而，光學(xué)成像方法的分辨率受光學(xué)衍射極限的限制，光學(xué)顯微鏡也無(wú)法測(cè)量尺寸小于200納米的物質(zhì)。因此，對(duì)納米顆粒的形貌檢測(cè)需要采用新的研究手段。

現(xiàn)有的能實(shí)現(xiàn)對(duì)納米顆粒形貌探測(cè)的方法主要包括透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、以及掃描隧道顯微鏡(STM)等。

其中，透射電子顯微鏡是目前精度最高的探測(cè)手段，它與光學(xué)顯微鏡的原理基本相同，主要區(qū)別在于它采用電子波作為光源，用電磁場(chǎng)作為透鏡實(shí)現(xiàn)成像。由于電子波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于光波，其分辨率不再受到光學(xué)衍射極限的限制，可達(dá)0.2納米。然而由于電子穿透能力很弱，它的探測(cè)樣品必須非常薄，通常被測(cè)標(biāo)本必須制成50nm的超薄切片，并且檢測(cè)過(guò)程需要真空環(huán)境，這些均限制了透鏡電鏡的應(yīng)用。

掃描電子顯微鏡同樣利用電子波作為探測(cè)源實(shí)現(xiàn)成像，但是它通過(guò)采用級(jí)細(xì)的電子束依次掃描樣品，通過(guò)分析電子束在樣品表面激發(fā)的次級(jí)電子實(shí)現(xiàn)探 測(cè)。目前掃描電鏡的分辨率可達(dá)幾納米量級(jí)，是目前應(yīng)用最廣的超高分辨率探測(cè)手段之一。但是掃描電鏡體積巨大，它要求被測(cè)樣品具有導(dǎo)電性，或者需要在樣品表面鍍一層金屬顆粒，且同樣要去在真空環(huán)境下測(cè)量，為其應(yīng)用增加了一些限制。

原子力顯微鏡(AFM)利用納米尺寸的針尖與樣品表面的輕微作用力，對(duì)樣品表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，其檢測(cè)分辨率取決于針尖的尺寸。與其它檢測(cè)手段比較，原子力顯微鏡不需要真空環(huán)境，且可以用于檢測(cè)絕緣體樣品，但它同樣具有掃描時(shí)間長(zhǎng)、操作復(fù)雜、可能損壞被測(cè)樣品等缺陷。

掃描隧道顯微鏡(STM)利用探針與樣品表面產(chǎn)生電子隧穿效應(yīng)，利用隧道電流獲取樣品表面信息，具有原子量級(jí)的高分辨率，但是這種顯微鏡也要求樣品具有導(dǎo)電性，且成像時(shí)間較長(zhǎng)。

因此，上述可用于納米顆粒形貌檢測(cè)的方法或者對(duì)樣品要求嚴(yán)格；或者掃描時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法快速獲得檢測(cè)結(jié)果；或者需要真空操作，成本高、體積大等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的方法和裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法對(duì)樣品要求嚴(yán)格，掃描時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法快速獲得檢測(cè)結(jié)果，需要真空操作，成本高、體積大的技術(shù)問(wèn)題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的方法，所述方法包括：

在金薄膜上附著所述納米顆粒；

在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射；

所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空間頻域；根據(jù)所述空間頻域的能量分布，獲得所 述納米顆粒的形貌。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述空間頻域的能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌，具體包括：

將所述空間頻域分布減去同等實(shí)驗(yàn)條件下沒(méi)有納米顆粒時(shí)的空間頻域分布，得到信號(hào)光頻域能量分布；

根據(jù)所述信號(hào)光頻域能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

優(yōu)選地，所述在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元通過(guò)油浸物鏡、棱鏡耦合或金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波矢匹配的方式實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，在所述在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元之前，所述方法還包括：

光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束整形會(huì)聚后，以p偏振態(tài)聚焦到油浸物鏡的后焦平面；

調(diào)節(jié)入射光在油浸物鏡的后焦平面上的位置，使入射光以平行光的形式斜入射到鍍有所述金薄膜的蓋玻片上。

優(yōu)選地，在所述在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元之前，所述方法還包括：

光源發(fā)出的光經(jīng)由透鏡組及線偏振器后，入射到棱鏡上，以在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元。

優(yōu)選地，所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空間頻域，具體包括：

所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光經(jīng)由分束鏡分束獲得第一光束和第二光束；

所述第一光束被位于傅里葉平面的所述第一光電探測(cè)器接收，獲得所述空間頻域；

所述方法還包括：

所述第二光束被位于像平面的第二光電探測(cè)器接收，獲得空間強(qiáng)度分布。

本申請(qǐng)還提供一種利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的裝置，所述裝置包括：

金薄膜，附著有所述納米顆粒；

激發(fā)設(shè)備，用于在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑ィc所述納米顆粒發(fā)生散射

成像設(shè)備，包括位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器，所述第一光電探測(cè)器接收所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光，獲得空間頻域；

處理器，用于根據(jù)所述空間頻域的能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

優(yōu)選地，所述處理器具體用于：將所述空間頻域分布減去同等實(shí)驗(yàn)條件下沒(méi)有納米顆粒時(shí)的空間頻域分布，得到信號(hào)光頻域能量分布；并根據(jù)所述信號(hào)光頻域能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

優(yōu)選地，所述成像設(shè)備還包括第二光電探測(cè)器和分束鏡，所述第二光探測(cè)器位于像平面內(nèi)；

所述分束鏡用于將所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光分束，獲得第一光束和第二光束；

所述第一光電探測(cè)器具體用于接收所述第一光束，獲得所述空間頻域；

所述第二光電探測(cè)器用于接收所述第二光束，獲得空間強(qiáng)度分布。

優(yōu)選地，所述激發(fā)設(shè)備包括光源、線偏振器、薄膜分束器、油浸物鏡和蓋玻片，所述金薄膜設(shè)置在所述蓋玻片上，所述光源發(fā)出的光經(jīng)由所述線偏振器實(shí)現(xiàn)p偏振態(tài)后，再由所述薄膜分束器反射，入射到所述油浸物鏡上，再入射到所述蓋玻片上，以在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射。

本申請(qǐng)有益效果如下：。

上述方法通過(guò)在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射；所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空間頻域； 根據(jù)所述空間頻域的能量分布，即可獲得所述納米顆粒的形貌，該方法具有快速實(shí)時(shí)、不需要真空環(huán)境，檢測(cè)樣品可以為非導(dǎo)電物品、成本低的優(yōu)勢(shì)，既可以彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡無(wú)法對(duì)納米物質(zhì)成像的不足，同時(shí)也補(bǔ)償了電子顯微鏡等傳統(tǒng)納米顯微儀器檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、真空操作等缺點(diǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法對(duì)樣品要求嚴(yán)格，掃描時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法快速獲得檢測(cè)結(jié)果，需要真空操作，成本高、體積大的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。

圖1為本申請(qǐng)較佳實(shí)施方式一種利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的方法的流程圖；

圖2為圖1中的方法采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中的方法采用的另一裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中的方法采用的又一裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為采用圖1中的檢測(cè)方法對(duì)60納米球形金顆粒發(fā)生的散射場(chǎng)分布圖和空間頻域分布圖；

圖6為采用圖1中的檢測(cè)方法對(duì)60納米正方體金顆粒發(fā)生的散射場(chǎng)。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

圖1為本申請(qǐng)較佳實(shí)施方式一種利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的方法的流程圖。所述方法采用的圖2所示的裝置執(zhí)行。所述裝置包括激 發(fā)設(shè)備10、金薄膜20和成像設(shè)備30。所述方法包括以下步驟。

步驟110，在金薄膜上附著所述納米顆粒。所述納米顆粒為待檢測(cè)的納米顆粒，所述納米顆?？梢詾榍蛐?、正方體形、圓柱形等規(guī)則形狀或其它不規(guī)則形狀。

步驟120，在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑ィc所述納米顆粒發(fā)生散射。

激發(fā)表面等離激元可以利用油浸物鏡、棱鏡耦合或金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波矢匹配的方式。首先對(duì)通過(guò)油浸物鏡的方式激發(fā)表面等離激元的方式進(jìn)行介紹。

具體地，在通過(guò)油浸物鏡的方式激發(fā)表面等離激元時(shí)，如圖2所示，所述激發(fā)設(shè)備10包括光源210、線偏振器220、薄膜分束器230、油浸物鏡240和蓋玻片250。對(duì)應(yīng)地，在步驟120之前，所述方法還包括：

步驟310，光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束整形會(huì)聚后，以p偏振態(tài)聚焦到油浸物鏡的后焦平面。也就是說(shuō)，該方法采用的是Kretschmann結(jié)構(gòu)，利用油浸物鏡耦合的方式，使用油浸作為波矢補(bǔ)償手段。所述光源210具體為激光器或發(fā)光二級(jí)管。油浸物鏡耦合的方式的優(yōu)點(diǎn)在于：可以使入射光與反射光平行，通過(guò)改變?nèi)肷涔庠谟徒镧R后焦平面上的位置，調(diào)節(jié)激發(fā)表面等離激元的入射角，將角度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)便的一維長(zhǎng)度調(diào)節(jié)，使裝置結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定。

具體地，所述光源210發(fā)出的光經(jīng)由所述線偏振器220實(shí)現(xiàn)p偏振態(tài)后，再由所述薄膜分束器230反射。在本實(shí)施方式中，所述光的波長(zhǎng)范圍為355納米～800納米。在本實(shí)施方式中，所述油浸物鏡的數(shù)值孔徑范圍NA＝1.0～1.7，并且以平行光斜入射激發(fā)表面等離激元，可以保證大于100微米的大成像視野。

步驟320，調(diào)節(jié)入射光在油浸物鏡240的后焦平面上的位置，使入射光以平行光的形式斜入射到鍍有金薄膜的所述蓋玻片250上，當(dāng)滿足波矢匹配的條件時(shí)，表面等離激元將在金屬與非入射光方向介質(zhì)交界面產(chǎn)生，并沿著金屬薄膜表面?zhèn)鬏?。?dāng)金薄膜表面附近存在納米顆粒時(shí)，傳播的表面等離激元將與納米顆粒發(fā)生散射作用，引起表面等離激元場(chǎng)分布改變。調(diào)節(jié)所述入射光斜入射 到所述蓋玻片上的入射角，可以激發(fā)出最強(qiáng)的表面等離激元，此時(shí)對(duì)應(yīng)最弱的反射光。優(yōu)選地，所述入射光斜入射到所述蓋玻片上的入射角范圍為30度-60度。

表面等離激元在金薄膜表面被激發(fā)之后，沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，在金薄膜表面附著納米顆粒時(shí)，表面等離激元在傳播過(guò)程中遇到納米顆粒會(huì)發(fā)生散射。

基于普通電磁波與顆粒的散射作用實(shí)現(xiàn)顆粒探測(cè)的常見(jiàn)手段，如粒子探測(cè)器，半導(dǎo)體芯片污染檢測(cè)儀等等。當(dāng)顆粒半徑遠(yuǎn)小于電磁波波長(zhǎng)(如納米顆粒)時(shí)，由Mie理論可知，產(chǎn)生的散射場(chǎng)表現(xiàn)為以納米顆粒為源點(diǎn)的球面波的形式，散射場(chǎng)強(qiáng)度與顆粒半徑的六次方成反比。因此無(wú)法從此過(guò)程探知顆粒的形狀信息，并且散射信號(hào)強(qiáng)度將隨著顆粒的減小迅速減小，導(dǎo)致小顆粒探測(cè)十分困難，人們只能采用高功率激光器進(jìn)行探測(cè)。而表面等離激元與納米顆粒的散射過(guò)程表現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)：首先，表面等離激元為強(qiáng)局域場(chǎng)，其能量全部分布在金屬-介質(zhì)界面附近，因此弱激發(fā)光就能產(chǎn)生相對(duì)很強(qiáng)的散射信號(hào)；其次，由于表面等離激元為平面波，散射信號(hào)強(qiáng)度直接與顆粒尺寸一次方成反比，降低了小顆粒探測(cè)的難度；再次，由于表面等離激元的平面波特性，散射場(chǎng)也主要分布在金屬薄膜界面附近，而且其空間頻譜密度分布受顆粒形狀、尺寸等信息的影響。

在其它實(shí)施方式中，可通過(guò)棱鏡耦合的方式激發(fā)表面等離激元，在通過(guò)棱鏡耦合的方式激發(fā)表面等離激元時(shí)，如圖3所示，所述激發(fā)設(shè)備10包括光源410、透鏡組420和棱鏡430，光源410發(fā)出的光經(jīng)由所述透鏡組420及線偏振器后，入射到所述棱鏡430上，以在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑ィc所述納米顆粒發(fā)生散射。

步驟130，所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空間頻域。

步驟140，根據(jù)所述空間頻域的能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

表面等離激元散射場(chǎng)空間頻域分布的探測(cè)是本方法實(shí)現(xiàn)的必要步驟，然而 它面臨兩大難題：表面等離激元散射場(chǎng)同樣具有強(qiáng)局域性，僅分布在金屬薄膜界面附近，難以探測(cè)；表面等離激元散射場(chǎng)空間頻域分布可以通過(guò)對(duì)表面等離激元散射場(chǎng)頻域變換獲得，而光電探測(cè)器僅能探測(cè)到散射場(chǎng)強(qiáng)度信息，難以探測(cè)相位信息。常規(guī)的表面等離激元場(chǎng)分布探測(cè)主要是利用近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡，在金屬薄膜附近近場(chǎng)逐點(diǎn)掃描實(shí)現(xiàn)。但這種方法探測(cè)速度較慢，且無(wú)法解決后一個(gè)問(wèn)題。

針對(duì)此問(wèn)題，本專利基于表面等離激元激發(fā)的逆過(guò)程，并結(jié)合光學(xué)透鏡的傅里葉變換特性，給出頻譜能量分布直接探測(cè)的方案。具體原理如下：作為可見(jiàn)光激發(fā)表面等離激元的逆過(guò)程，表面等離激元界面散射在傳播過(guò)程中轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，并包含于反射光中。因此，對(duì)反射光進(jìn)行接收，并采用所述成像設(shè)備30的第一光電探測(cè)器270對(duì)傅里葉平面進(jìn)行接收，并對(duì)成像數(shù)據(jù)的空間頻域進(jìn)行能量分布分析，即可獲得所述納米顆粒的形貌。

具體地，在獲得所述空間頻域后，可通過(guò)所述空間頻域減去同等條件下沒(méi)有納米顆粒時(shí)的空間頻域，以消除反射光及雜散光成分的影響，得到信號(hào)光頻域能量分布，再根據(jù)信號(hào)光頻域能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

另外，考慮散射表面等離激元空間場(chǎng)分布也含有一些信息，所述裝置還包括第二光電探測(cè)器260和分束鏡280，所述步驟130具體包括：

所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光經(jīng)由分束鏡分束獲得第一光束和第二光束；

所述第一光束被所述第一光電探測(cè)器270接收，獲得所述空間頻域；

所述方法還包括：所述第二光束被位于像平面的第二光電探測(cè)器260接收，獲得空間強(qiáng)度分布。

圖5為采用圖1中的檢測(cè)方法對(duì)60納米球形金顆粒發(fā)生的散射場(chǎng)分布圖和空間頻域分布圖；圖6為采用圖1中的檢測(cè)方法對(duì)60納米正方體金顆粒產(chǎn)生的散射場(chǎng)。從圖5和圖6可知，納米顆粒形狀特性將影響了散射場(chǎng)空間頻譜分布，通過(guò)分析空間頻域的能量分布，即可或者納米顆粒的形貌。

上述方法通過(guò)在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射；散射波空間頻譜分布受納米顆粒形貌影響，所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空間頻域；根據(jù)所述空間頻域的能量分布，即可獲得所述納米顆粒的形貌，該方法具有快速實(shí)時(shí)、不需要真空環(huán)境，檢測(cè)樣品可以為非導(dǎo)電物品、成本低的優(yōu)勢(shì)，既可以彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡無(wú)法對(duì)納米物質(zhì)成像的不足，同時(shí)也補(bǔ)償了電子顯微鏡等傳統(tǒng)納米顯微儀器檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、真空操作等缺點(diǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法對(duì)樣品要求嚴(yán)格，掃描時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法快速獲得檢測(cè)結(jié)果，需要真空操作，成本高、體積大的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)施例二

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)還提供一種利用表面等離激元散射頻譜檢測(cè)納米顆粒形貌的裝置。

如圖2所示，所述裝置包括激發(fā)設(shè)備10、金薄膜20、成像設(shè)備30和處理器290。

所述金薄膜20上附著所述納米顆粒。所述激發(fā)設(shè)備10用于在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑ィc所述納米顆粒發(fā)生散射。

所述激發(fā)設(shè)備10可以采用油浸物鏡、棱鏡耦合或金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波矢匹配來(lái)激發(fā)表面等離激元。首先對(duì)采用油浸物鏡的激發(fā)設(shè)備10進(jìn)行介紹。

具體地，如圖2所示，所述激發(fā)設(shè)備10包括光源210、線偏振器220、薄膜分束器230、油浸物鏡240和蓋玻片250。

具體地，所述光源210發(fā)出的光經(jīng)由所述線偏振器220實(shí)現(xiàn)p偏振態(tài)后，再由所述薄膜分束器230反射，入射到所述油浸物鏡240上。

調(diào)節(jié)入射光在油浸物鏡240的后焦平面上的位置，使入射光斜入射到所述蓋玻片250上，當(dāng)滿足波矢匹配的條件時(shí)，表面等離激元將在金屬與非入射光方向介質(zhì)交界面產(chǎn)生，并沿著金屬薄膜表面?zhèn)鬏?。?dāng)金薄膜表面附近存在納米 顆粒時(shí)，傳播的表面等離激元將與納米顆粒發(fā)生散射作用，引起表面等離激元場(chǎng)分布改變。

表面等離激元在金薄膜表面被激發(fā)之后，沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，在金薄膜表面附著納米顆粒時(shí)，表面等離激元在傳播過(guò)程中遇到納米顆粒會(huì)發(fā)生散射，散射波空間頻譜分布受納米顆粒形貌影響。

在其它實(shí)施方式中，可通過(guò)棱鏡耦合的激發(fā)設(shè)備10激發(fā)表面等離激元。如圖3所示，所述激發(fā)設(shè)備10包括光源410、透鏡組420和棱鏡430，光源410發(fā)出的光經(jīng)由所述透鏡組420后，入射到所述棱鏡430上，以在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射。

所述成像設(shè)備30包括位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器270。所述第一光電探測(cè)器270用于接受所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光，獲得空間頻域。

所述處理器290根據(jù)所述空間頻域的能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

具體地，所述處理器290具體用于：將所述空間頻域分布減去同等實(shí)驗(yàn)條件下沒(méi)有納米顆粒時(shí)的空間頻域分布，得到信號(hào)光頻域能量分布；并根據(jù)所述信號(hào)光頻域能量分布，獲得所述納米顆粒的形貌。

進(jìn)一步地，考慮散射表面等離激元空間場(chǎng)分布也含有一些信息，所述成像設(shè)備還包括第二光電探測(cè)器260和分束鏡280，所述第二光探測(cè)器260位于像平面內(nèi)，所述分束鏡280用于將所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光分束，獲得第一光束和第二光束。

所述第一光束被第一光電探測(cè)器270接收，獲得空間頻域。

第二光電探測(cè)器260用于接收所述第二光束，獲得空間強(qiáng)度分布。

上述裝置通過(guò)激發(fā)設(shè)備在所述金薄膜表面激發(fā)表面等離激元，所述表面等離激元沿金薄膜表面?zhèn)鞑?，與所述納米顆粒發(fā)生散射；所述表面等離激元散射轉(zhuǎn)化為光信號(hào)與反射光一起被位于傅里葉平面的第一光電探測(cè)器接收，獲得空 間頻域；根據(jù)所述空間頻域的能量分布，即可獲得所述納米顆粒的形貌，采用該裝置進(jìn)行檢測(cè)具有快速實(shí)時(shí)、不需要真空環(huán)境，檢測(cè)樣品可以為非導(dǎo)電物品、成本低的優(yōu)勢(shì)，既可以彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡無(wú)法對(duì)納米物質(zhì)成像的不足，同時(shí)也補(bǔ)償了電子顯微鏡等傳統(tǒng)納米顯微儀器檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、真空操作等缺點(diǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法對(duì)樣品要求嚴(yán)格，掃描時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法快速獲得檢測(cè)結(jié)果，需要真空操作，成本高、體積大的技術(shù)問(wèn)題。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。