CN109211874A - 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置 - Google Patents

后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109211874A
CN109211874A CN201811343475.5A CN201811343475A CN109211874A CN 109211874 A CN109211874 A CN 109211874A CN 201811343475 A CN201811343475 A CN 201811343475A CN 109211874 A CN109211874 A CN 109211874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
raman
sample
confocal laser
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811343475.5A
Other languages
English (en)
Inventor
邱丽荣
吴寒旭
赵维谦
王允
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201811343475.5A priority Critical patent/CN109211874A/zh
Publication of CN109211874A publication Critical patent/CN109211874A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65Raman scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Abstract

本发明涉及后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置,属于显微光谱成像技术领域。通过共焦拉曼光谱探测系统中遗弃的瑞利散射光构建分光瞳共焦显微成像系统,实现样品几何形貌的高空间分辨探测;利用分光瞳共焦显微成像系统获得的焦点位置来精确获取样品焦点处的拉曼光谱信息,进而实现“图谱合一”的分光瞳共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。本发明具有定位精确,高空间分辨以及光谱探测灵敏度高等优点,可广泛引用于生物医学、物理化学、精密测量、飞秒激光加工等领域中。

Description

后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置
技术领域
本发明涉及后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置,属于显微光谱成像技术领域。将分光瞳激光共焦显微技术与拉曼光谱探测技术相结合,涉及一种“图谱合一”的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置,用于对样品的微区拉曼光谱进行高空间分辨测量等。
背景技术
激光共焦拉曼光谱技术通过入射激光与光学声子之间发生能量交换,使散射光的频移发生变化,实现对样品微区的组成成分、浓度、应力、应变、温度等参数的非接触测量,激光共焦拉曼光谱技术亦被称为分子探针技术。该技术具有共焦显微技术的高空间分辨层析能力,通过被测样品进行断层扫描,获取样品不同深度的拉曼光谱信息,进而在非接触的方式下对样品微区进行高空间分辨测量。激光共焦拉曼光谱技术作为一种极其重要的样品成分测量与分析的技术手段,在生物医学、物理化学、材料科学、环境检测、食品安全、药物检测、刑侦等领域中具有广泛应用。
传统的共焦拉曼光谱系统的探测原理如图1所示,光源系统出射激光透过分光棱镜、四分之一波片以及测量物镜后,聚焦在样品表面,激发出载有样品微区光谱特性的拉曼散射光,通过三维扫描系统移动被测样品,使被测样品上不同被测区域所对应的拉曼散射光通过物镜收集,经过四分之一波片以及分光棱镜的反射,第一会聚镜将反射的拉曼散射光会聚到第一针孔处,利用光谱探测系统测得载有样品微区特性参数信息的拉曼光谱。
传统的共焦拉曼光谱系统为提高系统的信噪比,获取丰富的微区拉曼光谱信息,通常需要对被测样品进行长时间的拉曼光谱成像。但仪器在长时间的成像过程中容易受到环境温度、空气扰动、系统振动等多方面因素的影响,易使系统产生漂移、离焦等现象。由于现有的共焦拉曼光谱探测系统不存在焦点跟踪的能力,因此在成像过程中难以保证激发光斑与物镜焦点位置重合,导致激发光斑大于理想的聚焦光斑,其结果降低了光谱探测系统的空间分辨力,因此限制了共焦拉曼光谱仪的探测能力。
由于自发拉曼散射光十分微弱,只有瑞利散射光的10-3~10-6倍,因此为了减少拉曼的能量损失,提高拉曼光谱的探测强度,系统中通常采用较大尺寸的针孔,约在150μm~200μm之间。由于系统采用共焦焦点位置进行轴向定位,针孔的尺寸过大会导致轴向定焦能力的降低,进而降低系统的空间分辨力。而且传统的共焦拉曼光谱系统只能进行光谱探测,无法获取更多的样品信息,测量方式单一,限制了其应用领域。
此外,传统的共焦拉曼光谱系统只利用了微弱的拉曼散射光,而遗弃了强度远远高于拉曼散射光的瑞利散射光,直接利用拉曼散射光进行轴向定焦以及光谱成像,存在测量时间长、系统灵敏度低等缺点。
为克服传统的共焦拉曼系统的上述不足,北京理工大学赵维谦等人曾提出了一种具有微区光谱探测能力的分光瞳共焦拉曼光谱测试方法,通过对探测焦斑进行分割处理,得到探测区域的光强信号,通过共焦曲线的“极值点”对被测样品进行轴向定焦,进而实现跟踪测量。分光瞳共焦拉曼光谱测试技术在专利ZL 201310404307(发明人:赵维谦等)中,以题为“分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置”已公开,其原理如图2所示,该方法旨在利用分光瞳共焦显微成像装置的“极值点”与其焦点对应这一特性,实现对样品微区几何位置及光谱信息的高空间分辨探测,并同时达到分辨力与测量范围的有效兼顾。但是该测试方法由于未能充分利用测量物镜的有效数值孔径,影响了共焦拉曼光谱系统的空间分辨力;此外,该测试系统受到离轴位置要求严格,装调困难等因素的限制。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足,提出高轴向分辨后置分光瞳激光共焦显微技术与拉曼光谱探测技术相结合的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置。通过共焦拉曼光谱探测系统中遗弃的瑞利散射光构建分光瞳共焦显微成像系统,实现样品几何形貌的高空间分辨探测;利用分光瞳共焦显微成像系统获得的焦点位置来精确获取样品焦点处的拉曼光谱信息,进而实现“图谱合一”的分光瞳共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。
本发明是通过以下技术方案实现的。
后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,包括以下步骤:
首先在收集物镜光瞳面上放置收集光瞳,光源系统出射的激发光束经过通过分光棱镜与测量物镜后,会聚在被测样品上,激发出载有样品微区特性参数信息的拉曼散射光,同时反射出瑞利散射光;拉曼散射光与瑞利散射光经过测量物镜收集,经过分光棱镜反射后,被二向色分光系统分为两束,其中经过二向色分光系统反射的瑞利散射光进入分光瞳激光共焦探测系统,经过收集物镜以及收集光瞳后,被光强采集系统进行焦斑分割探测,实现对被测样品微区几何位置的探测。具体过程为:对光强采集系统获取的聚焦光斑进行处理,通过探测区域内的光强得到被测样品的轴向强度特性响应I(z),即可对被测样品进行三维层析测量,其中z为轴向物理坐标。
与此同时,经过二向色分光系统透射的拉曼散射光的光束进入到拉曼光谱探测系统中。利用分光瞳激光共焦探测系统得到的轴向强度特性响应曲线的“极值点”精确对应物镜聚焦光斑焦点这一特性,通过“极值点”的位置精确捕获聚焦光斑处的光谱信息,进而实现对样品微区高空间的光谱探测。具体过程为:通过对样品进行轴向扫描获取分光瞳激光共焦探测系统的轴向响应曲线,通过曲线的“极值点”对被测样品进行实时跟踪定焦。通过三维扫描系统控制被测样品的空间位置,以保证在整个测量过程中始终获取焦点位置处的拉曼光谱信息,进而抑制长时间光谱测量所导致的系统漂移以及外界环境的影响,提高系统的测量精度以及空间分辨力。
当只对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统获取的激光光斑进行处理时,能够进行高空间分辨三维层析探测;
当只对接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统获取的拉曼光谱信号进行处理时,能够对被测样品进行光谱探测;
当同时对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统获取的光强信号与接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统获取的光谱信号进行处理时,能够进行高空间分辨微区图谱层析成像,实现对被测样品进行“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。
特别的,在本发明方法中,收集光瞳可以是圆形、D形或者其他形状。
在本发明方法中,激发光束包括线偏光、圆偏光、径向偏振光等偏振光束和由光瞳滤波等技术生成的结构光束,由此提高系统光谱信号信噪比和系统横向分辨力。
在本发明方法中,还可以探测包括荧光、布里渊散射光、康普顿散射光的散射光谱。
在本发明方法中,仅通过计算机系统软件处理即可实现对不同NA的测量物镜的匹配,无需对系统进行任何硬件装调。
本发明提供了后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置,包括产生激发光束的光源系统、测量物镜、三维扫描系统、二向色分光系统、拉曼光谱探测系统、分光瞳激光共焦测量系统、计算机处理系统。
其中,收集光瞳放置在收集物镜的光瞳面上,被测样品固定在三维扫描系统的载物台上。二向色分光系统放置在分光棱镜的光束反射方向上,拉曼光谱探测系统放置在二向色分光系统的透射方向上,分光瞳激光共焦测量系统放置在二向色分光系统的反射方向上,计算机处理系统用于对三维扫描系统、拉曼光谱探测系统以及分光瞳激光共焦测量系统进行数据处理以及协调控制。
在本发明装置中,光强采集系统可以采用针孔与光强点探测器结合的方法,实现对艾里斑的分割探测。
在本发明装置中,光强采集系统可以采用CCD探测器,通过在CCD探测面设置探测区域的位置及大小,实现对艾里斑的分割探测。
在本发明装置中,光强采集系统可以采用传导光纤,通过在第三会聚镜的焦面上,在光轴上放置传导光纤,实现对艾里斑的分割探测。
在本发明装置中,可通过增加中继放大镜,放大光强采集系统探测到的艾利斑,以提高分光瞳激光共焦测量系统的采集精度。
有益效果
本发明方法,对比已有技术具有以下创新点:
1、本发明融合了高轴向分辨分光瞳激光共焦显微技术和拉曼光谱探测技术,通过高轴向分辨分光瞳激光共焦轴向响应曲线的“极值点”与高精度测量物镜的焦点精确对应这一特性,对被测样品实现精确定焦,同时获取样品的几何位置与拉曼光谱信号,在大幅提高现有共焦拉曼光谱探测系统的微区光谱探测能力的同时,也大大简化了系统的光路结构,这是区别于现有的共焦拉曼光谱探测技术的创新点之一;
2、本发明通过在收集光路中加入分光瞳激光共焦测量系统,在传统共焦拉曼系统的基础上实现分光瞳激光共焦显微成像,进一步提高分光瞳激光共焦拉曼光谱技术的空间分辨力,这是区别于现有共焦拉曼光谱探测技术的创新点之二;
3、本发明采用分割焦斑的方法来获取信号,通过设置光强采集系统中光斑焦面上微小区域的尺寸以匹配不同的样品反射率,进而扩展其应用领域;通过计算机系统软件处理可以实现对不同NA值的测量物镜的匹配,而无需重新对系统进行任何硬件装调,进而提高仪器的通用性。这是区别于现有共焦拉曼光谱探测技术的创新点之三;
4、本发明将高轴向分辨分光瞳激光共焦显微系统和拉曼光谱探测系统在结构上和功能上结合,可实现样品微区分光瞳激光共焦显微探测、激光共焦拉曼光谱探测、分光瞳激光共焦拉曼光谱探测多种模式切换,这是区别于现有共焦拉曼光谱探测技术的创新点之四。
附图说明
图1为传统共焦拉曼光谱成像方法示意图;
图2为已有的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法示意图;
图3为本发明所述的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法示意图,即摘要附图;
图4为D形分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法示意图;
图5为结合光瞳滤波器的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法示意图;
图6为具有光束调制系统的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置示意图;
图7为具有探测焦斑放大系统的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置示意图;
图8为采用针孔与光强点探测器的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置示意图;
图9为采用CCD探测器的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置示意图;
图10为采用光纤进行探测的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置示意图;
图11为高空间分辨分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置示意图,即实施例用图。
图12为分光瞳共焦仿真曲线;
图13为分光瞳共焦实测曲线。
其中,1-光源系统、2-分光棱镜、3-测量物镜、4-被测样品、5-三维扫描系统、6-二向色分光系统、7-拉曼光谱探测系统、8-第一会聚镜、9-第一针孔、10-第二会聚镜、11-光谱探测单元、12-分光瞳激光共焦探测系统、13-收集物镜、14-收集光瞳、15-光强采集系统、16-探测区域、17-分光瞳激光共焦轴向响应曲线、18-径向偏振转换系统、19-光瞳滤波器、20-光束调制系统、21-第三会聚镜、22-第二针孔、23-第四会聚镜、24-中继放大镜、25-第三针孔、26-光强点探测器、27-CCD探测器、28-传导光纤、29-计算机、30-聚焦物镜、31-四分之一波片、32-照明光瞳、33-探测光瞳、34-第五会聚镜、35-光强探测系统、36-光强收集区域、37-分光瞳激光共焦轴向特性曲线、38-分光瞳激光共焦轴向响应实测曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图3所示,在收集物镜13光瞳面上放置收集光瞳14。光源系统1出射的激发光束经过通过分光棱镜2与测量物镜3后,会聚在被测样品4上,激发出载有样品微区特性参数信息的拉曼散射光,同时反射出瑞利散射光。拉曼散射光与瑞利散射光经过测量物镜收集,经过分光棱镜2反射后,被二向色分光系统6分为两束,其中经过二向色分光系统6反射的瑞利散射光进入分光瞳激光共焦探测系统12,经过收集物镜13以及收集光瞳14后,被光强采集系统15进行焦斑分割探测,实现对被测样品微区几何位置的探测。经过二向色分光系统6透射的拉曼散射光的光束进入到拉曼光谱探测系统7中,利用分光瞳激光共焦探测系统12得到的轴向强度特性响应曲线17的“极值点”精确对应物镜聚焦光斑焦点这一特性,通过“极值点”的位置精确捕获聚焦光斑处的光谱信息,进而实现对样品微区高空间的光谱探测。
特别的,可以将收集光瞳14替换其他形状,如D形,即构成D形分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,如图4所示。
特别的,通过添加径向偏振转换系统18与光瞳滤波器19,来进一步提高光谱探测的空间分辨力,即构成添加光瞳滤波器的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,如图5所示。
特别的,通过在光源系统1与分光棱镜2之间添加光束调制系统20,进而构成具有光束调制系统的分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置。如图6所示,光束调制系统20包括沿光路依次放置的第三会聚镜21、第二针孔22、第四会聚镜23。
特别的,在分光瞳激光共焦探测系统12中增加中继放大镜24,以提高分光瞳激光共焦探测系统的采集精度,如图7所示。
特别的,采用针孔25与光强点探测器26结合的方法,实现对艾里斑的分割探测,如图8所示。
特别的,光强采集系统15可以采用CCD探测器27,通过改变探测焦面上所设置的微小区域的参数以匹配不同的样品的反射率,实现对艾里斑的分割探测,从而可以扩展其应用领域,如图9所示。
特别的,光强采集系统15可以采用传导光纤28,通过在收集物镜13的焦面处,在光轴上放置一根传导光纤28,实现对艾里斑的分割探测,如图10所示。
实施例1
在本实施例中,光源系统1采用532nm连续激光器,二向色分光系统6采用NotchFilter,光谱探测单元11采用拉曼光谱仪。
如图11所示,分光瞳激光共焦拉曼光谱探测过程如下所示:
首先,由激光器构成的光源系统1出射的激光经过第三会聚镜21会聚进入第二针孔22后,经过第四会聚镜23准直扩束形成平行的激发光束。激发光束经过径向偏振转换系统18、分光棱镜2以及光瞳滤波器19后,被测量物镜3会聚在被测样品4上,激发出载有被测样品4微区特性参数的拉曼散射光。
然后通过计算机29控制三维扫描系统5移动被测样品4,使被测样品4上不同区域的拉曼散射光以及对应该区域的瑞利光被测量物镜3收集,经过光瞳滤波器19以及分光棱镜2反射后,Notch Filter6将瑞利光与拉曼散射光进行无损分离。
其中经过Notch Filter6反射的瑞利光进入分光瞳激光共焦探测系统12中,经过收集物镜13以及收集光瞳14后进入中继放大镜24,被放大的光斑被CCD探测器27接收到,通过在探测焦面上设置探测区域16,测得被测样品4该区域的轴向强度响应I(z),结合通过计算机29获取的三维扫描系统5的位置信息,得到分光瞳激光共焦探测系统的轴向响应曲线17及其“极值点”的位置;分光瞳激光共焦探测系统的轴向响应曲线17的“极值点”与激发光束的聚焦光斑精确对应,因此通过响应曲线17的“极值点”可得到被测样品4的高度信息,进而重构被测样品4的三维形貌,图13为分光瞳共焦实测曲线图,38为分光瞳激光共焦轴向响应实测曲线。
经过Notch Filter6透射的拉曼散射光经过第一会聚镜8、第一针孔9以及第二会聚镜10后被拉曼光谱仪11接收,测得载有被测样品4微区光谱特性的拉曼散射光谱。
只对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统12获取的激光光斑进行处理时,能够对被测样品4进行高空间分辨三维层析探测;当只对接收拉曼散射光的拉曼光谱仪11获取的拉曼光谱信号进行处理时,能够对被测样品4进行光谱探测;同时对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统12获取的光强信号与接收拉曼散射光的拉曼光谱仪11获取的光谱信号进行处理时,能够对被测样品4进行高空间分辨微区图谱层析成像,进而对被测样品进行“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。
如图11所示,分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置包括产生激发光束的光源系统1、光束调制系统20、径向偏振转换系统18、分光棱镜2、光瞳滤波器19、测量物镜3、被测样品4、三维扫描系统5、Notch Filter6、分光瞳激光共焦探测系统12、拉曼光谱探测系统7。
以上,沿光源系统1的激光出射方向,依次放置第三会聚镜21、第二针孔22、第四会聚镜23、径向偏振转换系统18、分光棱镜2、光瞳滤波器19、测量物镜3、被测样品4以及三维扫描系统5,在分光棱镜2反射方向依次放置Notch Filter6、第一会聚镜8、第一针孔9、第二会聚镜10,拉曼光谱仪11,在Notch Filter6反射方向依次放置收集物镜13、收集光瞳14、中继放大镜24、CCD探测器27,其中收集光瞳14的光轴与Notch Filter6反射光束的光轴重合;在整个系统中,连续激光器1、三维扫描平移台5、拉曼光谱仪11以及CCD探测器27均受计算机29控制,系统得到的三维位置信息和光谱信息也由计算机29进行融合处理。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明,但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围,本发明的保护范围由随附的权利要求书限定,任何在本发明权利要求基础上进行的改动都是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.后置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:
步骤一、在收集物镜(13)光瞳面上放置收集光瞳(14);光源系统(1)出射的激发光束经过通过分光棱镜(2)与测量物镜(3)后,会聚在被测样品(4)上,激发出载有被测样品(4)微区特性参数信息的拉曼散射光,同时反射出瑞利散射光;拉曼散射光与瑞利散射光经过测量物镜(3)收集,经过分光棱镜(2)反射后,被二向色分光系统(6)分为两束,其中经过二向色分光系统(6)反射的瑞利散射光进入分光瞳激光共焦探测系统(12),经过收集物镜(13)以及收集光瞳(14)后,被光强采集系统(15)进行焦斑分割探测,实现对被测样品(4)微区几何位置的探测;
步骤一所述对被测样品(4)微区几何位置的探测的方法为:对光强采集系统(15)获取的聚焦光斑进行处理,通过探测区域内的光强得到被测样品(4)的轴向强度特性响应I(z),即能够对被测样品进行三维层析测量,其中z为轴向物理坐标;
步骤二、经过二向色分光系统(6)透射的拉曼散射光的光束进入到拉曼光谱探测系统(7)中;利用分光瞳激光共焦探测系统(12)得到的轴向强度特性响应曲线(17)的“极值点”精确对应测量物镜(3)聚焦光斑焦点这一特性,通过“极值点”的位置精确捕获聚焦光斑处的光谱信息,进而实现对被测样品(4)微区高空间的光谱探测;
步骤二所述对被测样品(4)微区高空间的光谱探测的方法为:通过对样品进行轴向扫描获取分光瞳激光共焦探测系统的轴向响应曲线(17),通过曲线的“极值点”对被测样品进行实时跟踪定焦;通过三维扫描系统(5)控制被测样品(4)的空间位置,以保证在整个测量过程中始终获取焦点位置处的拉曼光谱信息,进而抑制长时间光谱测量所导致的系统漂移以及外界环境的影响,提高系统的测量精度以及空间分辨力;
当只对接收瑞利光的分光瞳激光共焦探测系统(12)获取的激光光斑进行处理时,能够对被测样品(4)进行高空间分辨三维层析探测;
当只对接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统(7)获取的拉曼光谱信号进行处理时,能够对被测样品(4)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(12)获取的光强信号与接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统(7)获取的光谱信号进行处理时,能够进行高空间分辨微区图谱层析成像,进而对被测样品(4)进行“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。
2.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于:收集光瞳(14)的形状为圆形或D形。
3.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于:激发光束包括偏振光束和结构光束,由此提高系统光谱信号信噪比和系统横向分辨力。
4.根据权利要求1所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法,其特征在于:该系统还能够探测散射光谱。
5.后置分光瞳激光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)、分光棱镜(2)、测量物镜(3)、被测样品(4)、三维扫描系统(5)、二向色分光系统(6)、分光瞳激光共焦探测系统(12)、拉曼光谱探测系统(7)以及计算机处理系统(29);
所述分光瞳激光共焦探测系统(12)包括收集物镜(13)、收集光瞳(14)和光强采集系统(15);
所述拉曼光谱探测系统(7)包括第一会聚镜(8)、第一针孔(9)、第二会聚镜(10)和光谱探测单元(11);
被测样品(4)置于三维扫描系统(5)上;光源系统(1)出射的激发光束经过通过分光棱镜(2)与测量物镜(3)后,会聚在被测样品(4)上,激发出载有样品微区特性参数信息的拉曼散射光,同时反射出瑞利散射光;拉曼散射光与瑞利散射光经过测量物镜收集,经过分光棱镜(2)反射后,被二向色分光系统(6)分为两束,其中经过二向色分光系统(6)反射的瑞利散射光进入分光瞳激光共焦探测系统(12);经过二向色分光系统(6)透射的拉曼散射光的光束进入到拉曼光谱探测系统(7)中。
6.根据权利要求5所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于:还包括径向偏振转换系统(18)和光瞳滤波器(19);径向偏振转换系统(18)置于光源系统(1)和分光棱镜(2)之间;所述光瞳滤波器(19)置于分光棱镜(2)和测量物镜(3)之间。
7.根据权利要求5所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于:还包括光束调制系统(20);所述光束调制系统(20)置于光源系统(1)和分光棱镜(2)之间;所述光束调制系统(20)由第三会聚镜(21)、第二针孔(22)以及第四会聚镜(23)组成。
8.根据权利要求5所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于:光强采集系统(15)能够被CCD探测器(27)、导光纤(28)、第三针孔(25)与光强点探测器(26)替换。
9.根据权利要求8所述的后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试装置,其特征在于:所述分光瞳激光共焦探测系统(12)还包括中继放大镜(24),继放大镜(24)置于收集物镜(13)和光强采集系统(15)之间。
CN201811343475.5A 2018-11-13 2018-11-13 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置 Pending CN109211874A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811343475.5A CN109211874A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811343475.5A CN109211874A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109211874A true CN109211874A (zh) 2019-01-15

Family

ID=64995703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811343475.5A Pending CN109211874A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109211874A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115389485A (zh) * 2022-10-26 2022-11-25 中国科学技术大学 一种拉曼显微设备以及拉曼光谱检测方法
CN116724225A (zh) * 2021-01-06 2023-09-08 科磊股份有限公司 用于计量的光瞳平面光束扫描

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489580A1 (en) * 1990-12-03 1992-06-10 Nikon Corporation Confocal laser scanning differential interference contrast microscope
US5581345A (en) * 1990-12-03 1996-12-03 Nikon Corporation Confocal laser scanning mode interference contrast microscope, and method of measuring minute step height and apparatus with said microscope
CN103439254A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 北京理工大学 一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法与装置
CN103884703A (zh) * 2014-03-10 2014-06-25 北京理工大学 分光瞳激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置
CN103969239A (zh) * 2013-09-06 2014-08-06 北京理工大学 一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置
CN103884704B (zh) * 2014-03-10 2016-08-17 北京理工大学 分光瞳激光共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489580A1 (en) * 1990-12-03 1992-06-10 Nikon Corporation Confocal laser scanning differential interference contrast microscope
US5581345A (en) * 1990-12-03 1996-12-03 Nikon Corporation Confocal laser scanning mode interference contrast microscope, and method of measuring minute step height and apparatus with said microscope
CN103439254A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 北京理工大学 一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法与装置
CN103969239A (zh) * 2013-09-06 2014-08-06 北京理工大学 一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置
CN103884703A (zh) * 2014-03-10 2014-06-25 北京理工大学 分光瞳激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置
CN103884704B (zh) * 2014-03-10 2016-08-17 北京理工大学 分光瞳激光共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116724225A (zh) * 2021-01-06 2023-09-08 科磊股份有限公司 用于计量的光瞳平面光束扫描
CN115389485A (zh) * 2022-10-26 2022-11-25 中国科学技术大学 一种拉曼显微设备以及拉曼光谱检测方法
CN115389485B (zh) * 2022-10-26 2023-03-10 中国科学技术大学 一种拉曼显微设备以及拉曼光谱检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103969239B (zh) 一种分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置
CN103439254B (zh) 一种分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法与装置
CN103091299B (zh) 激光差动共焦图谱显微成像方法与装置
CN103411957B (zh) 高空间分辨双轴共焦图谱显微成像方法与装置
CN103940800B (zh) 激光共焦布里渊-拉曼光谱测量方法与装置
CN101526477B (zh) 激光差动共焦图谱显微层析成像装置
CN104698068B (zh) 高空间分辨激光双轴差动共焦光谱‑质谱显微成像方法与装置
CN109211875A (zh) 后置分光瞳激光差动共焦布里渊-Raman光谱测试方法及装置
CN107192702B (zh) 分光瞳激光共焦cars显微光谱测试方法及装置
CN103884703A (zh) 分光瞳激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置
CN103954602A (zh) 激光双轴差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法与装置
CN107167455A (zh) 分光瞳激光差动共焦cars显微光谱测试方法及装置
CN105021577A (zh) 激光共焦诱导击穿-拉曼光谱成像探测方法与装置
CN108169207A (zh) 空间自调焦激光差动共焦拉曼光谱成像探测方法与装置
CN104697967B (zh) 高空间分辨激光双轴共焦光谱‑质谱显微成像方法与装置
CN105181656A (zh) 激光差动共焦诱导击穿-拉曼光谱成像探测方法及装置
CN104931481B (zh) 激光双轴差动共焦诱导击穿‑拉曼光谱成像探测方法与装置
CN109187438A (zh) 后置分光瞳激光共焦布里渊-拉曼光谱测试方法及装置
CN108226131A (zh) 一种空间周视激光差动共焦拉曼光谱成像探测方法及装置
CN109187491A (zh) 后置分光瞳差动共焦拉曼、libs光谱显微成像方法与装置
CN109211874A (zh) 后置分光瞳激光共焦拉曼光谱测试方法及装置
CN105067570A (zh) 双轴激光差动共焦libs、拉曼光谱-质谱成像方法与装置
CN104713856B (zh) 高空间分辨激光共焦光谱‑质谱显微成像方法与装置
CN109520973A (zh) 后置分光瞳激光差动共焦显微检测方法及装置
CN109211873A (zh) 后置分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190115

RJ01 Rejection of invention patent application after publication