基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法技术

本发明专利技术属于非线性光学成像技术领域，具体为一种基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法。本发明专利技术方法包括，利用受激拉曼散射显微系统检测待检测物质的标准品，得到拉曼峰位在受激拉曼系统中的具体参数；设置实验参数，对待检测物质进行快速x、y轴二维成像，如此往复，得到沿z轴方向的图像序列；将图片序列导入三维重构软件，以扫描视场大小与扫描像素点个数，计算出每个像元的实际大小，结合z轴扫描步长，将其映射到三维重构的初始化参数设置中，从而获得颗粒物真实的立体结构信息。本发明专利技术方法可以在短时间内获取大气单颗粒的三维结构及特定组分分布信息。本发明专利技术无需样品预处理，保留了颗粒物最原始的状态，实验步骤简单。

Fast three-dimensional chemical imaging of atmospheric single particles based on stimulated Raman scattering

【技术实现步骤摘要】
基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法
本专利技术属于非线性光学成像
，具体涉及一种基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法。
技术介绍
大气颗粒物是指散布在大气中的所有固态及液态凝聚物。其中，空气动力学粒径小于10μm的颗粒物能较长时间的漂浮在大气中，并且由于其小尺寸的特性，容易被吸入人体呼吸道，造成各种健康疾病。同时，这些颗粒物会对太阳辐射产生吸收、散射等效应，也可以作为晶核诱导云凝结，与气候变化有着密不可分的联系。因此，大气单颗粒物的物理化学性质研究显得十分重要。与整体颗粒研究提供的样品平均水平相比，单颗粒分析可以给出更为具体的理化参数，比如颗粒物的大小、化学组成成分以及各组分的混合状态。目前，在将大气样品采集到滤膜或其他基底后，颗粒物的分析手段主要有扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、质子激发X射线荧光分析以及飞行时间二次离子质谱等技术。扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜三种手段都是依赖造价高昂的特殊商用显微镜，集成式的设备对操作人员的要求很高，并且分析过程复杂。比如，扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品做预处理的过程中会破坏颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、针对大气颗粒物中存在的各种化学组分，根据研究所关心的问题，选择合适的成分作为待检测物质，利用受激拉曼散射显微系统检测它们的标准品，得到标准品各自的拉曼峰位在受激拉曼系统中的具体参数；所述参数包括：泵浦光波长和斯托克斯光波长、泵浦光与斯托克斯光之间的相对时间延迟；S2、根据S1的结果设置实验参数，对大气颗粒物中特定的某种待检测物质进行快速x、y轴二维成像，并在每一帧扫描结束之后，按一定步长调节物镜或样品台的z轴高度，之后再进行下一帧图像扫描；如此往复，直到整个颗粒以层析的形式被扫描完全，得到一个沿z轴方向...

【技术特征摘要】
1.一种基于受激拉曼散射的大气单颗粒物快速三维化学成像方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、针对大气颗粒物中存在的各种化学组分，根据研究所关心的问题，选择合适的成分作为待检测物质，利用受激拉曼散射显微系统检测它们的标准品，得到标准品各自的拉曼峰位在受激拉曼系统中的具体参数；所述参数包括：泵浦光波长和斯托克斯光波长、泵浦光与斯托克斯光之间的相对时间延迟；S2、根据S1的结果设置实验参数，对大气颗粒物中特定的某种待检测物质进行快速x、y轴二维成像，并在每一帧扫描结束之后，按一定步长调节物镜或样品台的z轴高度，之后再进行下一帧图像扫描；如此往复，直到整个颗粒以层析的形式被扫描完全，得到一个沿z轴方向的图像序列X；若有多种待检测物质，则将实验参数做相应切换，再次按上述S2步骤层析扫描，并在结束后进入步骤S3，否则直接进入步骤S4；S3、判断各物质的拉曼谱是否存在交叠；若在物质A的拉曼峰顶点所对应的实验参数下还可以看到物质B的拉曼信号，则根据受激拉曼信号强度与物质浓度成线性的关系，通过线性代数解谱的方式将各物质分割，从而得到单一组分的图像；在此步骤中，所述线性代数解...

【专利技术属性】
技术研发人员：季敏标，张立武，敖建鹏，冯亦青，吴思敏，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31