【技术实现步骤摘要】
反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法及装置
本专利技术属于显微光谱成像
，涉及一种反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法及装置，可用于快速检测各类样品的微区反斯托克斯散射(CARS)光谱，可实现高空间分辨成像与探测。技术背景光学显微镜在生物医学领域和材料科学领域被广泛应用，而随着现代科学的快速发展，对显微成像的要求也从结构成像转向功能成像。1990年，共焦拉曼光谱显微技术的成功应用，极大的提高了探索微小物体具体组织成分及形貌的可能。它将共焦显微技术和拉曼光谱技术相结合，具备共焦显微术的高分辨层析成像特征，又兼有无伤检测和光谱分析能力，已成为一种重要的材料结构测量与分析的技术手段，广泛应用于物理、化学、生物医学、材料科学、石油化工、食品、药物、刑侦等领域。传统的自发拉曼散射成像技术由于拉曼散射本身特性导致其发射信号极弱，即便用高强度的激光激发，要得到一副对比度好的光谱图像，依然需要很长的作用时间。这种长时间作用限制了拉曼显微技术在生物领域的应用。基于相干拉曼效应的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程能够很大程度上增强拉曼信号，从而实现快速检测。相干拉曼...
【技术保护点】
一种反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法及装置，其特征在于包括以下步骤：a)超连续谱激光由超连续谱激光器(3)发出，经过带通滤光片(4)后通过一个二向色镜(5)与单波长激光器(2)发出的单波长激光汇合，通过调整光路使两束光束时序一致、空间重合(单波长激光包络于连续谱激光)；混合光束经过半反半透棱镜(6)由显微物镜(8)会聚在被测样品(9)上，激发出瑞利光和载有被测样品(9)光谱特性的CARS光；b)CARS光和瑞利光经过二向色镜(11)后分成两束，其中包含CARS光的光束进入光谱探测单元(12)，另一束包含瑞利光的光束进入差动共焦探测单元(18)；在光谱探测单元(12)中...
【技术特征摘要】
1.一种反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法及装置，其特征在于包括以下步骤：a)超连续谱激光由超连续谱激光器(3)发出，经过带通滤光片(4)后通过一个二向色镜(5)与单波长激光器(2)发出的单波长激光汇合，通过调整光路使两束光束时序一致、空间重合(单波长激光包络于连续谱激光)；混合光束经过半反半透棱镜(6)由显微物镜(8)会聚在被测样品(9)上，激发出瑞利光和载有被测样品(9)光谱特性的CARS光；b)CARS光和瑞利光经过二向色镜(11)后分成两束，其中包含CARS光的光束进入光谱探测单元(12)，另一束包含瑞利光的光束进入差动共焦探测单元(18)；在光谱探测单元(12)中，包含CARS光的光束先经过带通滤光片(13)，滤除光束中的非CARS干扰光，然后通过第一会聚镜(14)会聚进入光谱仪(17)，获得CARS光谱信息I(λ)；另一束载有瑞利光的光束通过半反半透棱镜(19)分成两束，分别进行焦前、焦后探测，其中一束光通过第三会聚镜(20)后通过位于焦前的第二针孔(21)滤除杂散光后被第一光电探测器(22)探测，获得前焦信号I(u0-uM)，另一束光通过第四会聚镜(23)后通过位于焦后的第三针孔(24)滤除杂散光后被第二光电探测器(25)探测，获得后焦信号I(u0+uM)，其中uM为第一针孔和第二针孔相对于物镜焦点的偏移距离。c)将前焦信号I(u0-uM)与后焦信号I(u0+uM)归一化相减后，得到差动共焦曲线I(uM)，利用差动共焦响应曲线的“过零点”与测量物镜焦点位置精确对应特性，通过“过零点”触发来精确捕获激发光斑焦点位置，实现高空间分辨的几何探测和空间定位。d)通过计算机处理得到被测样品(9)表面位置(激发光斑焦点)，控制Z向平移台(7)带动显微物镜(8)移动，使激光聚焦在被测样品(9)上，通过光谱探测单元(12)获取该点的CARS光谱信息。e)单独处理瑞利光的信号，可实现高空间分辨的三维尺度层析成像；单独处理CARS光谱信号，可获得光谱图像；同时处理瑞利信号和CARS光谱信号，可实现高空间分辨的图谱层析成像，即实现被测样品几何位置信息和光谱信息的图谱合一成像与探测。2.根据权利1所述的一种反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法，其特征在于，激发光束由两束频率相同，时间一致的脉冲激光组成，其中一束是单波长脉冲激光，作为泵浦光和探测光，另一束是超连续谱脉冲激光，作为斯托克斯光。3.根据权利1所述的一种反射式差动共焦CARS显微光谱测试方法，其特征在于，光谱仪(17)前添加针孔(15)可过滤杂散光，提高光谱探测的信噪比。4.根据权利1所述的一种反射式差动共焦CARS显微光谱...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵维谦，黄伟华，邱丽荣，
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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