[发明专利]一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法与装置

摘要

本发明属于显微光谱成像技术领域，将共焦显微技术与拉曼光谱探测技术相结合，涉及一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置。利用共焦拉曼光谱探测中遗弃的瑞利散射光构建分光瞳共焦显微成像系统，实现样品三维几何位置的高分辨成像与探测；利用分光瞳共焦显微成像系统的“极值点”来控制光谱探测系统能精确捕获物镜聚焦点处激发的拉曼光谱信息，继而实现“图谱合一”的分光瞳共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。本发明为微区三维几何位置与光谱的高空间分辨探测提供新的技术途径，可广泛应用于物理、化学、生物医学、材料科学、环境科学、石油化工、地质、药物、食品、刑侦和珠宝检定等领域，可对样品进行无损伤鉴定和深度光谱分析。

主权项

一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法，其特征在于，包括以下步骤：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）发出能够激发出拉曼光谱的激发光束；激发光束依次透过照明光瞳（3）、测量物镜（2）后，聚焦在被测样品（5）上，激发出载有被测样品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依次经测量物镜（2）和收集光瞳（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共焦探测系统（11）；分光瞳激光共焦探测系统（11）利用探测器横向偏移可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，实现对被测样品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共焦探测系统（11）获得的探测光斑进行处理，得到探测区域，测得反映样品凹凸变化的强度响度相应I(u)，即可进行高空间分辨的三维尺度层析成像探测，其中，u为轴向归一化光学坐标；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），利用分光瞳激光共焦响应曲线的“极值点”与测量物镜（2）焦点位置精确对应这一特性，通过寻找“极值点”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；具体过程为：将分光瞳激光共焦响应曲线的“极值点”精确对应测量物镜（5）的焦点；当只对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统（11）获得的探测光斑进行处理时，能够进行高空间分辨率的三维尺度层析成像探测；当只对接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统（7）获得的光谱信号进行处理时，能够进行光谱探测；当同时对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统（11）获得的信号和接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统（6）获得的光谱信号进行处理时，能够进行高空间分辨的微区图谱层析成像，实现对被测样品“图谱合一”的分光瞳激光共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。