光滤波器中峰值补偿的方法和设备技术

在一个实施例中，本发明专利技术涉及一种用于确定被样本散射的光子校正波长的方法和系统。该方法包括以下步骤：确定从样本散射的光子波长，该样本曝光在照射光子下并传输通过可调谐滤波器；和校正该光子的被确定的波长作为可调谐滤波器温度的函数和作为可调谐滤波器带通设定值的函数。校正被确定的波长的步骤还可以包括：确定偏移量，和添加该偏移量到光子的被确定的波长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光谱和成像的系统和方法以及光谱调制补偿的方法和设备。
技术介绍
光谱成像组合数字成像和分子光谱技术，它可以包括喇曼散射，荧光，光致发光，紫外，可见和红外吸收光谱技术。在应用于材料的化学分析时，光谱成像通常称之为化学成像。用于光谱(即，化学)成像的设备通常包括图像收集光学元件，焦平面阵列成像检测器和成像光谱仪。一般地说，样本尺寸确定图像收集光学元件的选取。例如，为了分析亚微米至毫米空间尺度的样本，通常采用显微镜。对于在毫米至米尺度范围内的较大物体，微距摄像镜头是合适的。对于相对难接近的环境内样本，可以采用柔性光纤镜或刚性管道镜。对于非常大尺度的物体，例如，行星物体，望远镜是合适的图像收集光学元件。为了检测各种光学系统形成的图像，通常采用二维成像焦平面阵列(FPA)检测器。FPA检测器的选取是受描述相关样本采用的光谱技术所确定。例如，在可见光波长荧光和喇曼光谱成像系统中，通常采用FPA型的硅(Si)电荷耦合器件(CCD)检测器，而在近红外光谱成像系统中，通常采用铟镓砷(InGaAs)FPA检测器。人们已设计用于光谱成像系统的各种成像光谱仪。这些例子包括，但不限于，光栅光谱仪，滤光盘，Sagnac干涉仪，Michelson干涉仪和可调谐滤波器，例如，声光可调谐滤波器(AOTF)和液晶可调谐滤波器(LCTF)。包括AOTF和AOTF在内的各种成像光谱仪是偏振敏感的，它传输一种线偏振光和阻挡正交的线偏振光。因此，理论效率是50％。由于在偏振光学元件中存在散射损耗，不良光谱仪动作，吸收损耗等原因，可以降低实际的效率。30％峰值透射率或更小的实际效率是更典型的。以前的光谱成像仪器接受与偏振敏感成像光谱仪相关的光损耗。成像光谱仪的效率也是背景光造成的系统固有噪声，室温和散射光波长的函数。例如，LCTF有与波长有关的传输调制，它影响利用弱喇曼散射仪测量锐喇曼波带的准确性和效率。利用某些LCTF装置的实验表明，由成像装置材料和结构引起的复杂相互作用产生空间和光谱调制传输通过成像装置的光。这种调制产生明显的非均匀背景信号并阻挡真实的信号。另一个例子是温度。我们发现，室温可以造成被收集散射光子波长的带通位移，从而阻挡喇曼信号或导致喇曼信号的不准确性。在有弱喇曼散射的材料或有低浓度被研究材料的样本中，这种效应是特别显著的。因为在均匀背景下检测喇曼振动的能力对于识别小信号电平是重要的，背景噪声可以严重影响光谱检测。
技术实现思路
按照一个实施例，本专利技术涉及一种用于校正光子的被确定的波长的方法，包括确定从样本散射的光子波长，该样本曝光在照射光子下并传输通过可调谐滤波器；和校正所述一个光子的被确定的波长作为可调谐滤波器温度的函数和作为可调谐滤波器带通设定值的函数。一种用于实现本专利技术实施例的系统，包括光子检测装置，用于确定从样本散射的光子波长，该样本曝光在照射光子下并传输通过可调谐滤波器；和处理器，编程用于校正所述一个光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。光子检测装置可以是电荷耦合器件，而液晶滤波器可以用作可调谐滤波器。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种用于校正光子的被确定的波长的方法，包括当样本曝光在照射光子下时，在可调谐滤波器中接收该样本散射的光子，并传输所述散射光子中的有预定波带内的波长的那些光子；对于一个传输的散射光子，在光子检测装置中确定该一个光子的波长；和校正所述一个光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。一种用于实现本专利技术实施例的系统，包括可调谐滤波器，当样本曝光在照射光子下时，接收该样本散射的光子，并传输所述散射光子中的有预定波带内的波长的那些光子；光子检测装置，用于确定一个所述传输的散射光子的波长；和处理器，编程用于校正所述一个光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。处理器可以用第一组指令编程以确定偏移量，和以第二组指令编程用添加该偏移量到光子的被确定的波长。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种用于校正光子的被确定的波长的方法，该方法包括以下步骤当样本曝光在照射光子下时，在可调谐滤波器中接收该样本散射的光子，并阻塞散射光子中的有不在预定波带内的波长的那些光子；对于没有被可调谐滤波器阻塞的散射光子，在光子检测装置中确定该光子的波长；和校正该光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。一种用于实现本专利技术实施例的系统，包括可调谐滤波器，当样本曝光在照射光子下时，接收该样本散射的光子，并阻塞散射光子中的有不在预定波带内的波长的那些光子；光子检测装置，用于确定没有被所述可调谐滤波器阻塞的一个散射光子的波长；和处理器，编程用于校正该光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种用于确定从样本散射的光子的校正波长，包括在照射光子下曝光样本；在可调谐滤波器中接收该样本散射的光子；在光子检测装置中检测一个在预定波带内的散射光子；确定被检测光子的波长；和改变确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数，从而确定被检测光子的校正波长。一种用于实现本专利技术实施例的系统，包括在照射光子下曝光的样本；可调谐滤波器，用于接收该样本散射的光子；光子检测装置，用于检测在预定波带内的一个散射光子；处理器，编程用于确定被检测光子的波长并改变确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数，从而确定被检测光子的校正波长。附图说明 图1是常规喇曼成像系统的示意图； 图2表示温度校正LCTF带通偏移的效应； 图3表示在实验过程中的温度变化； 图4表示图3中归一化室温与LCTF温度的比较； 图5表示温度对中心带通滤波器的影响； 图6表示重新定标与温度变化造成位移比较有很小的效应。图7表示测量的峰值位置变化作为温度的函数； 图8表示带通位移与温度变化的关系； 图9表示在有校正和没有校正情况下通过LCTF装置收集的光谱； 图10表示图9中所示部分光谱的闭合；和 图11表示利用色散光谱仪并通过LCTF从乳腺癌病例中得到的单细胞色散光谱。具体实施例方式与常规的方法比较，此处公开的实施例能够更准确地检测光谱成像中得到的清晰图像。应用有某些生物医学样本的喇曼光谱术是温度敏感的，该样本包括细胞，组织，细菌，病毒和其他的生物实体。此处公开的实施例能够检测这种样本，与此同时考虑到温度对LCTF的影响。实际上，所有的光谱成像滤波器，例如，AOTF，LCTF，AOF，取决于光通过一个或多个光学装置的光学性质和传输，为的是产生理想的滤波效应。这些滤波器有复杂的内部配置，它影响光通过该装置的传输。我们发现，滤波器性能是与温度十分有关的。虽然成像滤波器设计成尽可能减小这种象差，但是，剩余的效应仍然存在，它限制这些滤波器应用于敏感的设备。图1是常规喇曼成像系统的示意图。参照图1，样本25放置在物镜24视场范围内的载物片上。光源21(即，激光器)给样本25提供照明，其中通过相对位置的分束器22和反射镜23。反射镜23还放置成接收和重新引导样本的图像，其形式是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校正光子的被确定的波长的方法，该方法包括以下步骤：确定从样本散射的光子的波长，该样本曝光在照射光子下并传输通过可调谐滤波器；和校正所述一个光子的被确定的波长作为可调谐滤波器的温度的函数和作为可调谐滤波器的带通设定值的函数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰S麦尔，杰森H尼斯，肖纳斯图尔特，
申请(专利权)人：凯米映像公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]