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    重庆时时彩专职计划员: 一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410083285.X

    申请日:

    2014.03.07

    公开号:

    CN103969239A

    公开日:

    2014.08.06

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/65申请日:20140307|||公开
    IPC分类号: G01N21/65; G01J3/44 主分类号: G01N21/65
    申请人: 北京理工大学
    发明人: 赵维谦; 盛忠; 邱丽荣; 邵荣君
    地址: 100081 北京市海淀区中关村南大街5号
    优先权: 2013.09.06 CN 201310404299.2
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410083285.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.04.13|||2014.09.03|||2014.08.06

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于显微光谱成像探测技术领域,涉及一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及其装置。本发明将分光瞳激光差动共焦显微技术与激光拉曼光谱探测技术有机结合,采用分割焦斑差动探测来实现三维几何位置的精密成像,其既简化了传统差动共焦显微系统的光路结构,又继承了原有激光差动共焦系统和分光瞳共焦系统的优势,仅通过软件切换处理便可实现分光瞳激光差动共焦显微探测、激光共焦拉曼光谱探测、激光差动共焦拉曼光谱探测的多模式切换与处理。本发明为纳米级微区三维几何位置与光谱的探测提供新的技术途径,可用于生物医学、工业精密检测等领域,具有广泛的应用前景。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于包括以下步骤:
    首先,在测量物镜(2)的光瞳面上放置照明光瞳(3)和收集光瞳(4);光源系统(1)发出激发光束,激发光束透过照明光瞳(3)后,聚焦在被测样品(5)上,激发出载有被测样品(5)光谱特性的拉曼散射光,同时反射出瑞利光;拉曼散射光和瑞利光经收集光瞳(4)后到达二向色分光系统(6);二向色分光系统(6)对拉曼散射光和瑞利光进行无损分离;
    经二向色分光系统(6)反射的瑞利光进入分光瞳激光差动共焦探测系统(11);分光瞳激光差动共焦探测系统(11)利用探测器横向偏移能够使分光瞳共焦显微系统的轴向响应特性曲线产生相移的特性,采用单光路、单探测器分割焦斑差动方法,实现对被测样品(5)微区几何位置的探测,具体过程为:对接收瑞利光的分光瞳激光差动共焦探测系统(11)所获得的探测光斑进行分割处理,得到探测区域A和探测区域B;当对A、B两个探测区域的信号进行差动相减处理时,能够进行高空间分辨的三维尺度层析成像;
    与此同时,经二向色分光系统(6)透射的拉曼散射光进入拉曼光谱探测系统(7),利用分光瞳激光差动共焦响应曲线(29)的“过零点”与测量物镜焦点位置精确对应特性,将分光瞳激光差动共焦响应曲线的“过零点”精确对应测量物镜的焦点,通过“过零点”触发来精确捕获激发光斑焦点位置的光谱信息,实现高空间分辨的光谱探测。
    当对接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统获得的光谱信号进行处理时,系统能够进行拉曼光谱探测;当对接收瑞利光的分光瞳激光差动共焦探测系统获得的差动信号和接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统获得的光谱信号进行处理时,系统能够进行高空间分辨的微区图谱层析成像,即实现对被测样品“图谱合一”的分光瞳激光差动共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。

    2.  根据权利1所述的分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于:照明光瞳(3)和收集光瞳(4)可以是圆形的;还可以是D形或者其他形状。

    3.  根据权利1所述的分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于:激发光束可以是线偏光、圆偏光等偏振光束;还可以是由光瞳滤波技术生成的结构光束,偏振光与光瞳滤波技术结合可以压缩测量聚焦光斑尺寸,提高系统的横向分辨力。

    4.  根据权利1所述的分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于: 该系统还可以探测包括荧光、布里渊散射光、康普顿散射光等的散射光谱。

    5.  一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于:包括产生激发光束的光源系统(1)、测量物镜(2)、照明光瞳(3)、收集光瞳(4)、二向色分光装置(6)、拉曼光谱探测装置(7)、分光瞳激光差动共焦探测装置(11)、三维扫描装置(16)、位移传感器(17)以及数据处理单元(18);
    其中,在测量物镜(2)的光瞳面上放置照明光瞳(3)和收集光瞳(4),照明光瞳(3)和测量物镜(2)依次位于光源系统(1)的激发光束出射方向上,照明光瞳(3)与激发光束同轴;二向色分光系统(6)位于收集光瞳(4)之后;拉曼光谱探测系统(7)位于二向色分光系统(6)的透射方向上;分光瞳激光差动共焦探测系统(11)位于二向分光系统(6)的反射方向上;被测样品(5)固定在三维扫描装置(16)的载物台上;
    数据处理单元(18)包括分割焦斑探测??椋?9)、差动相减??椋?0)和数据融合??椋?1);其中,分割焦斑探测??椋?9)和差动相减??椋?0)用于处理图像采集系统(13)探测到的光斑,得到分光瞳激光差动共焦响应曲线(29),由此得到被测样品(5)的位置信息;数据融合??椋?1)用于融合位置信息和光谱信息,完成被测样品(5)的三维重构及光谱信息融合;三者关联关系为:分割焦斑探测??椋?9)将图像采集系统(13)采集到的艾利斑进行分割并探测,得到的信号进入差动相减??椋?0)进行差动相减后,得到分光瞳激光差动共焦响应曲线(29)进入数据融合??椋?1);
    计算机处理系统(22)与位移传感器(17)、三维扫描装置(16)、数据融合??椋?1)相连接;图像采集系统(13)和分割焦斑探测??椋?9)相连接。数据融合??椋?1)与第一探测器(10)相连接;
    通过计算机处理系统(22)控制三维扫描装置(16)移动被测样品(5),使不同区域瑞利光及对应该区域被测样品(5)的拉曼散射光通过测量物镜(2)和收集光瞳(4)。

    6.  如权利要求5所述的一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于,二向色分光装置(6)与收集光瞳(4)轴线的夹角β可变。

    7.  如权利要求2所述的一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于,拉曼光谱探测系统(7)包括第一聚光镜(8)、光谱探测器(9)和第一探测器(10);其中,光谱探测器(9)的探测面位于第一聚光镜(8)的焦点处,第一探测器(10)位于光谱探测器(9)之后。

    8.  如权利要求4所述的一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特 征在于,在第一聚光镜(8)的焦点位置安放有第一针孔(23),且光谱探测器(9)位于第一针孔(23)之后。

    9.  如权利要求2所述的一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于,分光瞳激光差动共焦探测系统(11)包括第二聚光镜(12)和图像采集系统(13),其中,图像采集系统(13)的探测面位于第二聚光镜(12)的焦点处?;箍梢园ㄍ枷穹糯笙低常?8),图像放大系统(28)与第二聚光镜(12)共焦点,图像采集系统(13)位于图像放大系统(28)的焦点处。

    10.  如权利要求2所述的一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于,在光源系统(1)和照明光瞳(3)之间安放光束调制系统(24);光束调制系统(24)包括沿光路依次放置的第三聚光镜(25)、位于第三聚光镜(25)焦点处的第二针孔(26)以及焦点位于第二针孔(26)处的第四聚光镜(27)。

    关 键 词:
    一种 分光 激光 差动 共焦拉曼 光谱 测试 方法 装置
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