[發明專利]差動共焦拉曼光譜測試方法

有效

• 申請號: 200810115601.1
• 申請日: 2008-06-25
• 公開（公告）號: CN101290293A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 趙維謙;邱麗榮;郭俊杰;周桃庚
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

1.一種差動共焦拉曼光譜測試方法，實現本方法的裝置包括激光器(1)、偏振分光鏡(2)、1/4波片(3)、聚焦物鏡(4)、兩個聚光鏡(8、10)、兩個針孔(11、12)，兩個探測器(13、14)、兩個分光鏡(5、6)、被測樣品(7)、三維工作臺(9)、聚焦信號差動相減處理單元(15)、光譜檢測系統(16)、計算機處理系統(17)、光瞳濾波器(18)、濾光片(19)、擴束器(20)，其特征在于：首先通過差動共焦技術精確捕捉激發光束聚焦焦點位置，然后探測對應該位置的拉曼光譜；采用光瞳濾波器，對差動共焦拉曼光譜儀器的光瞳函數進行掩膜修正，銳化愛里斑主瓣，進一步改善差動共焦拉曼光譜系統的微區光譜探測能力；通過差動共焦光路布置及差動探測來提高軸向分辨力，實現樣品微區三維尺度及光譜特性的高信噪比檢測；該方法的具體實現步驟如下：

1)使可激發出樣品拉曼光譜的激發光束透過偏振分光鏡(2)、1/4波片(3)、聚焦物鏡(4)后，聚焦在被測樣品(7)上，并激發出載有樣品光譜特性的拉曼散射光；

2)移動被測樣品(7)，使激發光及對應被測樣品不同區域的拉曼散射光再次通過1/4波片(3)并被偏振分光鏡(2)反射，利用兩分光鏡(5、6)將偏振分光鏡(2)反射的激發光和拉曼光譜分別進行分光；

3)利用差動共焦顯微系統的所述兩個探測器(13、14)，分別探測第一分光鏡(5)透射的光束，測得反映被測樣品凸凹變化的強度響應I_A(v，u，-u_M)和I_B(v，u，+u_M)，并將I_A(v，u，-u_M)和I_B(v，u，+u_M)差動相減，得差動共焦強度響應I(v，u)，其中，v為橫向歸一化光學坐標，u為軸向歸一化光學坐標，u_M為針孔軸向歸一化光學偏移量；

4)利用光譜檢測系統(16)檢測第一分光鏡(5)反射的光束，測得載有被測樣品光譜信息的拉曼散射光譜I(λ)，其中λ為波長；

5)使被測樣品沿x、y向掃描，聚焦物鏡(4)沿z向掃描，利用步驟3)和步驟4)所示的方法，測得對應物鏡聚焦點位置附近的一組i個差動共焦強度響應I(v，u)和載有被測樣品光譜信息的拉曼散射光譜I(λ)的序列測量信息{I_i(λ)，I_i(v，u)}；

6)利用可分辨區域σ_i對應的差動共焦強度響應I_i(v，u)，找出對應σ_i區域的光譜信息I_i(λ)值，再依據v與橫向位置坐標(x，y)的關系以及u與軸向位置坐標z的關系，重構反映被測物可分辨區域σ_i三維尺度和光譜特性的信息I_i(x_i，y_i，z_i，λ_i)；即實現了微區幾何尺寸(x，y，z)和載有被測樣品光譜信息的拉曼散射光譜I(λ)的高精度檢測；

7)對應最小可分辨區域σ_min的三維尺度和光譜特性可由下式確定：

8)優化光瞳濾波器(18)參數，壓縮激發聚焦光斑的尺寸，提高微區光譜探測能力。

2.如權利要求1所述的差動共焦拉曼光譜測試方法，其特征在于：所述光瞳濾波器是位相型濾波器、振幅型濾波器或振幅位相混合型濾波器。