CN110763341B - 一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 - Google Patents
一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110763341B CN110763341B CN201911064170.5A CN201911064170A CN110763341B CN 110763341 B CN110763341 B CN 110763341B CN 201911064170 A CN201911064170 A CN 201911064170A CN 110763341 B CN110763341 B CN 110763341B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- polarization state
- spectral
- block
- wavelength
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 83
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 51
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 21
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims description 21
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 19
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/447—Polarisation spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/44—Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
- G01J3/4406—Fluorescence spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Stokes‑Mueller光谱成像系统，本发明在光源、光谱仪、探测器处增加了三组滤光片，使系统不仅能够实现Stokes‑Mueller光谱成像，还能够在不同配置下实现荧光成像、荧光光谱、拉曼光谱的采集，拓展了系统的功能；本发明对待测样品区域进行两次分割，再通过旋转波片法偏振检测技术和图形拼接技术，可以获得同时满足高空间分辨率和高光谱分辨率的Stokes‑Mueller偏振信息，还大幅度增加了系统的物方视场，有助于检测更大面积的样品，使系统的测量结果更加全面细致、信息丰富。
Description
技术领域
本发明属于光学测量的技术领域，具体涉及一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法。
背景技术
偏振光谱成像技术可以利用一台仪器同时获得样品的二维空间强度信息、光谱信息、Stokes-Mueller偏振信息，测量结果数据量丰富，有利于从多个维度对样品进行分析和描述，可广泛应用于材料分析、生物医学研究、临床诊断等领域。然而，现有的偏振光谱成像系统还不能同时满足高空间分辨率和高光谱分辨率，即只能得到某个波长的Stokes像或Mueller像；或只能得到空间某个样品点处的Stokes光谱或Mueller光谱。
专利CN202614380U发明了一种静态光谱偏振成像仪，该方案采用液晶可调滤光片作为光谱测量器件，每次只能测量一个波长的数据，且光谱分辨率低。专利CN109253801A发明了一种近红外偏振光谱测试装置及方法，该方案采用光栅光谱仪做高光谱分辨率的采集，但是空间分辨率不足。专利CN105181141B发明了一种外差式偏振干涉光谱成像方法及光谱仪，该方案将偏振和光谱信息编码到探测器的每一个像素上，由于存在着复用，必然无法同时满足高空间分辨率和高光谱分辨率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法，能够在一台仪器中同时获取具有高空间分辨率和高光谱分辨率的Stokes-Mueller偏振数据，还能够实现荧光成像、荧光光谱、拉曼光谱的采集。
实现本发明的技术方案如下：
一种Stokes-Mueller光谱成像系统，包括：
光源、用于将来自光源的光束起偏为不同偏振态的偏振态产生器、用于将来自偏振态产生器的偏振光束照射到待测样品的聚光镜、用于承载待测样品的样品台、用于接收来自样品的成像光束的物镜、用于对经过物镜的成像光束进行检偏的偏振态分析器、用于对检偏后的光束进行分束的分束镜、用于对分束光束做光谱分析的光谱仪、用于对分束光束成像的探测器、用于控制以上器件并对来自光谱仪和探测器的数据做处理的计算机；
所述偏振态产生器包括线偏振片P1以及在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R1；
所述偏振态分析器包括在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R2以及线偏振片P2；
所述光源产生的光束满足：光谱范围介于P1、P2、R1、R2的工作波长范围的交集之内，或波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F2；所述滤光片F2能滤除的光束的波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F3；所述滤光片F3能滤除的光束的波长与待测样品的荧光的激发波长一致；
由分束镜所分的两束光，一束光通过滤光片F2后进入光谱仪，另一束光通过滤光片F3后进入探测器。
进一步地，所述光源包括宽带光源、滤光片F1；
滤光片F1为带通滤光片，能通过滤光片F1的光束需满足下列条件之一：
a1)光谱范围在偏振片P1、P2和消色差波片R1、R2的工作波长范围的交集之内；
a2)波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致。
进一步地，所述光源为激光光源，激光光束满足下列条件之一：
b1)光谱范围在偏振片P1、P2和消色差波片R1、R2的工作波长范围的交集之内；
b2)波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致。
进一步地，所述滤光片F2能滤除的光束的波长与所述激光光源的波长一致。
一种应用于所述Stokes-Mueller光谱成像系统的Stokes光谱成像检测方法，包括以下步骤：
步骤一，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤二，将所述区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，其中，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤三，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的起偏状态和第j检偏状态，j＝1，2，3……J，其中J≥4；在每种检偏状态下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤四，根据步骤一至二中对样品待测量区域的划分方式对光谱仪的光谱分析结果和探测器的成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤五，对步骤四中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Stokes像和高光谱分辨的Stokes光谱数据立方体。
一种应用于所述Stokes-Mueller光谱成像系统的Mueller光谱成像检测方法，包括以下步骤：
步骤一，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤二，将所述区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，其中，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤三，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的第i起偏状态和第j检偏状态；i＝1，2，3……I，j＝1，2，3……J，其中I≥4，J≥4；在每种起偏状态和检偏状态的组合下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤四，根据步骤一至二中对样品待测量区域的划分方式对光谱仪的光谱分析结果和探测器的成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤五，对步骤四中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Mueller像和高光谱分辨的Mueller光谱数据立方体。
有益效果：
本发明在光源、光谱仪、探测器处增加了三组滤光片，使系统不仅能够实现Stokes-Mueller光谱成像，还能够在不同配置下实现荧光成像、荧光光谱、拉曼光谱的采集，拓展了系统的功能；本发明对待测样品区域进行两次分割，再通过旋转波片法偏振检测技术和图形拼接技术，可以获得同时满足高空间分辨率和高光谱分辨率的Stokes-Mueller偏振信息，还大幅度增加了系统的物方视场，有助于检测更大面积的样品，使系统的测量结果更加全面细致、信息丰富。
附图说明
图1为Stokes-Mueller光谱成像系统示意图。
其中，101-光源I，102-偏振态产生器I，103-聚光镜，104-样品台，105-物镜，106-分束镜，107-偏振态分析器，108-分束镜，109-滤光片F2，110-光谱仪，111-滤光片F3，112-探测器，113-光源II，114-偏振态产生器II。
图2为光源示意图。
其中，211-宽带光源，212-滤光片F1，213-激光光源，214-反射镜或分光镜。
图3为偏振态产生器示意图。
其中，321-线偏振片P1，322-消色差波片R1。
图4为偏振态分析器示意图。
其中，471-消色差波片R2，472-线偏振片P2。
图5为Stokes-Mueller光谱成像检测方法。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种Stokes-Mueller光谱成像系统，如图1所示，图1中实心箭头表示透射照明和成像光路，空心箭头表示反射照明光路。
对于透射样品，光源I101出射的光经过偏振态产生器I102的起偏后，透过聚光镜103，照射到样品台104上的样品，样品透射出的光被物镜105收集，经过偏振态分析器107的检偏后，被分束镜108分为两束光，一束光经过滤光片109进入光谱仪110，另一束光经过滤光片111进入探测器112。
对于反射样品，光源II113出射的光经过偏振态产生器II114的起偏后，经过分束镜106的反射，透过物镜105照射到样品台104上的样品，样品反射的光被物镜105收集，透过分束镜106再经过偏振态分析器107的检偏后，被分束镜108分为两束光，一束光经过滤光片109进入光谱仪110，另一束光经过滤光片111进入探测器112。
光源101由三部分组成，如图2所示，第一部分是宽带光源211和滤光片212，用于产生样品检测需要的波长；第二部分是激光光源213，更有助于荧光和拉曼的激发；第三部分是反射镜或分光镜214，用于实现双光源配置。
偏振态产生器102和114均由线偏振片321和可旋转的消色差波片322组成，如图3所示；偏振态分析器107由可旋转的消色差波片471和线偏振片472组成，如图4所示。
滤光片F1是带通滤光片，由滤光片F1-1、F1-2、F1-3组成，其中，能通过滤光片F1-1的光束的光谱范围在偏振片P1、P2和消色差波片R1、R2的工作波长范围的交集之内，能通过滤光片F1-2的光束的波长与待测样品的荧光激发波长一致，能通过滤光片F1-3的光束的波长与待测样品的拉曼激发波长一致；
滤光片F2是陷波滤光片，由滤光片F2-1、F2-2、F2-3组成，其中，滤光片F2-1能滤除的光谱范围与激光光源的波长一致，滤光片F2-2能滤除的光谱范围与待测样品的荧光激发波长一致，滤光片F2-3能滤除的光谱范围与待测样品的拉曼激发波长一致；
滤光片F3是陷波滤光片，滤光片F3能滤除的光谱范围与待测样品的荧光激发波长一致；
若使用宽带光源，滤光片F1、F2、F3的组合方式如下表所示：
| 探测方式 | F1 | F2 | F3 |
| Stokes | F1-1 | 无滤光片 | 无滤光片 |
| Mueller | F1-1 | 无滤光片 | 无滤光片 |
| 荧光 | F1-2 | F2-2 | F3或无滤光片 |
| 拉曼 | F1-3 | F2-3 | 无滤光片 |
若使用激光光源，滤光片F1、F2、F3的组合方式如下表所示：
| 探测方式 | F1 | F2 | F3 |
| Stokes | 无滤光片 | F2-1 | 无滤光片 |
| Mueller | 无滤光片 | F2-1 | 无滤光片 |
| 荧光 | 无滤光片 | F2-2 | F3或无滤光片 |
| 拉曼 | 无滤光片 | F2-3 | 无滤光片 |
本发明提供一种Stokes光谱成像检测方法，如图5所示，包含以下具体的步骤：
步骤一，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤二，将步骤一中所述的区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，其中，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤三，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的起偏状态和第j检偏状态，j＝1，2，3……J，其中J≥4；在每种检偏状态下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤3.1，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角；
步骤3.2，移动样品台，使编号D1-1条块成像在光谱仪狭缝处，光谱仪对其进行光谱分析，并将结果保存在计算机中；
步骤3.3，移动样品台，使下一个编号的条块成像在光谱仪狭缝处，光谱仪对其进行光谱分析，并将结果保存在计算机中；
步骤3.4，重复步骤3.3，当编号D1区块的中心与探测器像方视场的中心重合时，探测器对其进行成像，并将结果保存在计算机中；继续重复步骤3.3，直到编号D1区块内的每个条块都完成了光谱分析；
步骤3.5，重复步骤3.3至3.4，直到每个区块都完成了成像和光谱分析；
步骤3.6，调整偏振态分析器中消色差波片R2的快轴方向角，重复步骤3.2至3.5；
步骤3.7，重复步骤3.6，至少完成4种不同的检偏状态下对样品待测量区域的成像、光谱分析和结果保存；
步骤四，根据步骤一至二中对样品待测量区域的划分方式对光谱仪的光谱分析结果和探测器的成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤五，对步骤四中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Stokes像和高光谱分辨的Stokes光谱数据立方体。
本发明还提供一种Mueller光谱成像检测方法，如图5所示，包含以下具体的步骤：
步骤一，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤二，将步骤一中所述的区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤三，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的第i起偏状态和第j检偏状态；i＝1，2，3……I，j＝1，2，3……J，其中I≥4，J≥4；在每种起偏状态和检偏状态的组合下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤3.1，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角；
步骤3.2，移动样品台，使编号D1-1条块成像在光谱仪狭缝处，光谱仪对其进行光谱分析，并将结果保存在计算机中；
步骤3.3，移动样品台，使下一个编号的条块成像在光谱仪狭缝处，光谱仪对其进行光谱分析，并将结果保存在计算机中；
步骤3.4，重复步骤3.3，当编号D1区块的中心与探测器像方视场的中心重合时，探测器对其进行成像，并将结果保存在计算机中；继续重复步骤3.3，直到编号D1区块内的每个条块都完成了光谱分析；
步骤3.5，重复步骤3.3至3.4，直到每个区块都完成了成像和光谱分析；
步骤3.6，调整偏振态分析器中消色差波片R2的快轴方向角，重复步骤3.2至3.5；
步骤3.7，重复步骤3.6，至少完成4种不同的检偏状态下对样品待测量区域的成像、光谱分析和结果保存；
步骤3.8，调整偏振态产生器中消色差波片R1的快轴方向角，重复步骤3.2至3.7，至少完成4种不同起偏状态下对样品待测量区域的成像、光谱分析和结果保存；
步骤四，根据步骤一至二中对样品待测量区域的划分方式，对至少16种起偏状态和检偏状态组合下的光谱分析结果和探测器成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤五，对步骤四中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Mueller像和高光谱分辨的Mueller光谱数据立方体。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种Stokes光谱成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，置备Stokes-Mueller光谱成像系统，所述系统包括：
光源、用于将来自光源的光束起偏为不同偏振态的偏振态产生器、用于将来自偏振态产生器的偏振光束照射到待测样品的聚光镜、用于承载待测样品的样品台、用于接收来自样品的成像光束的物镜、用于对经过物镜的成像光束进行检偏的偏振态分析器、用于对检偏后的光束进行分束的分束镜、用于对分束光束做光谱分析的光谱仪、用于对分束光束成像的探测器、用于控制以上器件并对来自光谱仪和探测器的数据做处理的计算机；
所述偏振态产生器包括线偏振片P1以及在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R1；
所述偏振态分析器包括在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R2以及线偏振片P2；
所述光源产生的光束满足：光谱范围介于P1、P2、R1、R2的工作波长范围的交集之内，或波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F2；所述滤光片F2能滤除的光束的波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F3；所述滤光片F3能滤除的光束的波长与待测样品的荧光的激发波长一致；
由分束镜所分的两束光，一束光通过滤光片F2后进入光谱仪，另一束光通过滤光片F3后进入探测器；
步骤二，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤三，将所述区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，其中，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤四，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的起偏状态和第j检偏状态，j＝1，2，3……J，其中J≥4；在每种检偏状态下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤五，根据步骤二至三中对样品待测量区域的划分方式对光谱仪的光谱分析结果和探测器的成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤六，对步骤五中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Stokes像和高光谱分辨的Stokes光谱数据立方体。
2.如权利要求1所述的一种Stokes光谱成像检测方法，其特征在于，所述光源包括宽带光源、滤光片F1；
滤光片F1为带通滤光片，能通过滤光片F1的光束需满足下列条件之一：
a1)光谱范围在偏振片P1、P2和消色差波片R1、R2的工作波长范围的交集之内；
a2)波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致。
3.如权利要求1所述的一种Stokes光谱成像检测方法，其特征在于，所述光源为激光光源，激光光束满足下列条件之一：
b1)光谱范围在偏振片P1、P2和消色差波片R1、R2的工作波长范围的交集之内；
b2)波长与待测样品的荧光或拉曼激的发波长一致。
4.如权利要求3所述的一种Stokes光谱成像检测方法，其特征在于，所述滤光片F2能滤除的光束的波长与所述激光光源的波长一致。
5.一种Mueller光谱成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，置备Stokes-Mueller光谱成像系统，所述系统包括：
光源、用于将来自光源的光束起偏为不同偏振态的偏振态产生器、用于将来自偏振态产生器的偏振光束照射到待测样品的聚光镜、用于承载待测样品的样品台、用于接收来自样品的成像光束的物镜、用于对经过物镜的成像光束进行检偏的偏振态分析器、用于对检偏后的光束进行分束的分束镜、用于对分束光束做光谱分析的光谱仪、用于对分束光束成像的探测器、用于控制以上器件并对来自光谱仪和探测器的数据做处理的计算机；
所述偏振态产生器包括线偏振片P1以及在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R1；
所述偏振态分析器包括在垂直于光轴的平面内绕光轴旋转的消色差波片R2以及线偏振片P2；
所述光源产生的光束满足：光谱范围介于P1、P2、R1、R2的工作波长范围的交集之内，或波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F2；所述滤光片F2能滤除的光束的波长与待测样品的荧光或拉曼的激发波长一致；
所述系统还包括滤光片F3；所述滤光片F3能滤除的光束的波长与待测样品的荧光的激发波长一致；
由分束镜所分的两束光，一束光通过滤光片F2后进入光谱仪，另一束光通过滤光片F3后进入探测器；
步骤二，将样品的待测量区域划分为若干个区块，每个区块的尺寸应与探测器的物方视场相同；按照从左到右、从上到下的顺序对每个区块编号为D1、D2、D3......Dn，其中，n表示区块的总数；
步骤三，将所述区块划分为若干个条块，每个条块的尺寸应与光谱仪狭缝对应的物方视场相同；在每个区块内，按照从左到右、从上到下的顺序对每个条块编号为Dx-1、Dx-2、Dx-3……Dx-m，以此类推，其中，Dx表示区块编号，x＝1,2,……,n，m表示每个区块中条块的总数；
步骤四，调整偏振态产生器和偏振态分析器中消色差波片R1、R2的快轴方向角，使所述系统处于设定的第i起偏状态和第j检偏状态；i＝1，2，3……I，j＝1，2，3……J，其中I≥4，J≥4；在每种起偏状态和检偏状态的组合下，利用探测器对n个区块分别进行成像，利用光谱仪对每个区块的m个条块分别进行光谱分析；
步骤五，根据步骤二至三中对样品待测量区域的划分方式对光谱仪的光谱分析结果和探测器的成像结果进行拼接，拼接得到样品待测量区域的二维强度像和一维光谱信息；
步骤六，对步骤五中的拼接结果进行处理，得到高空间分辨的Mueller像和高光谱分辨的Mueller光谱数据立方体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911064170.5A CN110763341B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911064170.5A CN110763341B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110763341A CN110763341A (zh) | 2020-02-07 |
| CN110763341B true CN110763341B (zh) | 2021-07-16 |
Family
ID=69335993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911064170.5A Active CN110763341B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110763341B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261317B (zh) * | 2019-06-17 | 2021-11-16 | 西安理工大学 | 一种Mueller矩阵光谱的测量系统及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134592A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-05 | 华中科技大学 | 一种透射式全穆勒矩阵光谱椭偏仪及其测量方法 |
| CN106442336A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-02-22 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于光谱分析的偏振特性测试方法 |
| CN209372225U (zh) * | 2019-01-17 | 2019-09-10 | 华东师范大学 | 一种拉曼面阵高光谱反射和透射双模式的成像系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7728291B2 (en) * | 2008-01-29 | 2010-06-01 | Eic Laboratories, Inc. | Detection of heavy oil using fluorescence polarization |
| DE102010016818A1 (de) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Multipoint-FCS |
| US10024798B2 (en) * | 2014-01-20 | 2018-07-17 | Case Western Reserve University | Multifocal hyperspectral raman system and methods for imaging of materials |
| TWI627395B (zh) * | 2017-02-16 | 2018-06-21 | 國立成功大學 | 葡萄糖濃度的感測系統與感測方法 |
-
2019
- 2019-11-04 CN CN201911064170.5A patent/CN110763341B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134592A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-05 | 华中科技大学 | 一种透射式全穆勒矩阵光谱椭偏仪及其测量方法 |
| CN106442336A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-02-22 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于光谱分析的偏振特性测试方法 |
| CN209372225U (zh) * | 2019-01-17 | 2019-09-10 | 华东师范大学 | 一种拉曼面阵高光谱反射和透射双模式的成像系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110763341A (zh) | 2020-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7738095B2 (en) | Method and apparatus for compact spectrometer for detecting hazardous agents | |
| US8269174B2 (en) | Method and apparatus for compact spectrometer for multipoint sampling of an object | |
| CA1138218A (en) | Material-testing method and apparatus | |
| US6985233B2 (en) | Method and apparatus for compact Fabry-Perot imaging spectrometer | |
| US7486395B2 (en) | System and method for a chemical imaging threat assessor with a probe | |
| US7440096B2 (en) | Method and apparatus for compact spectrometer for fiber array spectral translator | |
| US7542138B2 (en) | Sample container and system for a handheld spectrometer and method for using therefor | |
| US7548310B2 (en) | Method and apparatus for compact spectrometer for multipoint sampling of an object | |
| CN107167456A (zh) | 透射式差动共焦cars显微光谱测试方法及装置 | |
| US20020135770A1 (en) | Hybrid-imaging spectrometer | |
| CN110763341B (zh) | 一种Stokes-Mueller光谱成像系统和检测方法 | |
| US20170322151A1 (en) | Interferometric System and Method of Measurement of Refractive Index Spatial Distribution | |
| DE102021105745B4 (de) | Spektrometer-Fluoreszenz-Laserradarsystem mit mehreren Anregungswellenlängen | |
| WO2017002535A1 (ja) | 計測装置 | |
| CN109060761B (zh) | 具有三维高空间分辨率高速拉曼光谱扫描成像方法与装置 | |
| CA2596076A1 (en) | Method and apparatus for variable-field illumination | |
| US20080130001A1 (en) | Hybrid-imaging spectrometer | |
| Lindner et al. | Rapid microscopy measurement of very large spectral images | |
| DE102019205512B4 (de) | Vorrichtung und verfahren zur auswertung von spektralen eigenschaften eines messobjekts | |
| Zhang et al. | Optical design and laboratory test of an internal pushbroom hyperspectral microscopy | |
| Machihin et al. | A spectral distortion correction method for an imaging spectrometer | |
| CN112129715A (zh) | 一种基于高光谱的叶片无损检测装置 | |
| RU2626061C1 (ru) | Метод и устройство для регистрации изображений фазовых микрообъектов в произвольных узких спектральных интервалах | |
| US7391519B1 (en) | Generation of spatially distributed spectral data using a multi-aperture system | |
| US11060915B2 (en) | Arrangement for enhancing spectral contrast of a VIPA spectrometer |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |