The invention relates to a method and device for measuring differential confocal Raman spectroscopy of post-splitting pupil laser, belonging to the technical field of microscopic spectral imaging. The present invention constructs a spectrophotometric pupil differential confocal microscopic imaging system by abandoning Rayleigh scattering light in the confocal Raman spectrum detection system, realizes high spatial resolution detection of sample geometry, and accurately obtains Raman spectrum information at the sample focus by using the focal position obtained by the spectrophotometric pupil differential confocal microscopic imaging system, thereby realizing the \atlas unity\ spectroscopic pupil differential confocal laser. Mann spectrum high spatial resolution imaging and detection. The invention has the advantages of accurate positioning, high spatial resolution and high spectral detection sensitivity, and can be widely used in biomedicine, physical chemistry, precision measurement, femtosecond laser processing and other fields.
【技术实现步骤摘要】
后置分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置
本专利技术涉及后置分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置,属于显微光谱成像
本专利技术将后置分光瞳激光差动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”的后置分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置,可用于对各类样品的微区拉曼光谱进行高空间分辨探测等。
技术介绍
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 ...
【技术保护点】
1.后置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: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差动共焦探测系统(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分割处理,分别得到探测区域A(16)与探测区域B(17)对应的光强信号,对两个信号进行差动相减处理,得到分光瞳差动共焦曲线(20);利用分光瞳差动共焦曲线(20)的“过零点”与测量物镜(3)焦点精确对应特性,通过“过零点”触发来精确捕获激发光斑焦点位置,进而实现高空间分辨的几何探测和空间定位;步骤 ...
【技术特征摘要】
1.后置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: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差动共焦探测系统(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分割处理,分别得到探测区域A(16)与探测区域B(17)对应的光强信号,对两个信号进行差动相减处理,得到分光瞳差动共焦曲线(20);利用分光瞳差动共焦曲线(20)的“过零点”与测量物镜(3)焦点精确对应特性,通过“过零点”触发来精确捕获激发光斑焦点位置,进而实现高空间分辨的几何探测和空间定位;步骤二、与此同时,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;利用分光瞳激光差动共焦探测系统(12)得到的分光瞳差动共焦曲线(20)的“过零点”精确对应测量物镜(3)聚焦光斑焦点这一特性,通过“过零点”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差动共焦探测系统的差动共焦曲线(20),通过曲线的“过零点”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差动共焦探测系统(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差动共焦探测系统(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”的分光瞳激光差动共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。2.根据权利要求1所述的一种分光...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵维谦,吴寒旭,邱丽荣,王允,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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