[發(fā)明專利]激光差動(dòng)共焦布里淵-拉曼光譜測量方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410086354.2
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103926233A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙維謙;盛忠;邱麗榮;王允
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.激光差動(dòng)共焦布里淵-拉曼光譜測量方法，其特征在于：?

a）通過激發(fā)光束產(chǎn)生系統(tǒng)（1）產(chǎn)生激發(fā)光，經(jīng)過第一分光系統(tǒng)（2）、物鏡（3）后，聚焦在被測樣品（4）上，并激發(fā)出瑞利光和載有被測樣品（4）光譜特性的拉曼散射光和布里淵散射光，瑞利光、布里淵散射光和拉曼散射光被系統(tǒng)收集回光路中，經(jīng)過物鏡（3）后被第一分光系統(tǒng)（2）反射至二向色分光系統(tǒng)（6），經(jīng)二向色分光系統(tǒng)（6）分光后，拉曼散射光與其他光譜相互分離，瑞利光和布里淵散射光被反射進(jìn)入第二分光系統(tǒng)（8），經(jīng)第二分光系統(tǒng)（8）透射的瑞利光和布里淵散射光進(jìn)入差動(dòng)共焦探測系統(tǒng)（10），經(jīng)第二分光系統(tǒng)（8）反射的瑞利光和布里淵散射光進(jìn)入布里淵光譜探測系統(tǒng)（9），經(jīng)二向色分光系統(tǒng)（6）透射的拉曼散射光進(jìn)入拉曼光譜探測系統(tǒng)（7），利用差動(dòng)共焦曲線（12）過零點(diǎn)與焦點(diǎn)位置精確對應(yīng)這一特性，通過零點(diǎn)觸發(fā)來精確捕獲激發(fā)光斑焦點(diǎn)位置的光譜信息，實(shí)現(xiàn)高空間分辨的光譜探測；?

b）只對接收瑞利光和布里淵散射光的第一探測器（18）、第二探測器（21）獲得的差動(dòng)信號進(jìn)行差動(dòng)相減處理時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行高空間分辨的三維尺度層析成像；只對接收拉曼散射光的第三探測器（30）獲得的拉曼光譜信號進(jìn)行處理時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行拉曼光譜探測；只對接收瑞利光和布里淵射光的第四探測器（33）獲得的布里淵光譜信號進(jìn)行處理時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行布里淵光譜探測；同時(shí)對接收瑞利光和布里淵散射光的第一探測器（18）、第二探測器（21）獲得的差動(dòng)信號、接收接收瑞利光和布里淵散射光的第四探測器（33）獲得的布里淵光譜信號、和接收拉曼散射光的第三探測器（30）獲得的拉曼光譜信號進(jìn)行處理時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行高空間分辨的微區(qū)圖譜層析成像，即被測樣品幾何位置信息和光譜信息的高空間分辨的“圖譜合一”，可對樣品進(jìn)行三維形貌高分辨重構(gòu)及微區(qū)形態(tài)性能參數(shù)測量；?

c)差動(dòng)共焦曲線（12）過零點(diǎn)處精確對應(yīng)物鏡（3）的焦點(diǎn)O，測量過程中可以實(shí)時(shí)對被測樣品（4）進(jìn)行精確跟蹤定焦，保證被測樣品（4）在整個(gè)測量過程中始終處于焦點(diǎn)位置，抑制環(huán)境溫度和振動(dòng)等因素對光譜測量的影響，從而提高測量精度；?

d）差動(dòng)共焦曲線（12）過零點(diǎn)處對應(yīng)測量物鏡（3）焦點(diǎn)O，此處聚焦光斑尺寸最小，探測的區(qū)域最小，線性區(qū)域BB'其他位置對應(yīng)物鏡（3）的離焦區(qū)域，在焦前或焦后BB'區(qū)域內(nèi)的聚焦光斑尺寸隨離焦量增大而增大，利用此特點(diǎn)，通過調(diào)整樣品的z向離焦量，并根據(jù)實(shí)際測量精度需求來控制聚焦光斑的尺寸，實(shí)現(xiàn)對樣品探測區(qū)域大小可控。?

2.根據(jù)權(quán)利1所述的激光差動(dòng)共焦布里淵-拉曼光譜測量方法，其特征在于：激發(fā)光束可以是偏振光束：線偏光、圓偏光、徑向偏振光等；還可以是由光瞳濾波技術(shù)生成的結(jié)構(gòu)光束，其與光瞳濾波技術(shù)聯(lián)用可以壓縮測量聚焦光斑尺寸，提高系統(tǒng)橫向分辨力，另外，還可以根據(jù)激發(fā)光束偏振狀態(tài)不同得到不同的拉曼光譜信息，從而得到更多的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。?

3.根據(jù)權(quán)利1所述的激光差動(dòng)共焦布里淵-拉曼光譜測量方法，其特征在于：該系統(tǒng)還可以探測包括熒光、康普頓散射光等在內(nèi)散射光譜。?

4.激光差動(dòng)共焦布里淵-拉曼光譜測量裝置，其特征在于：包括激發(fā)光束產(chǎn)生系統(tǒng)（1）、第一分光系統(tǒng)（2）、物鏡（3）、三維掃描系統(tǒng)（5）、二向色分光系統(tǒng)（6）、拉曼光譜探測系統(tǒng)（7）、第二分光系統(tǒng)（8）、布里淵光譜探測系統(tǒng)（9）、差動(dòng)共焦探測系統(tǒng)（10）及數(shù)據(jù)處理模塊（11）；其中，第一分光系統(tǒng)（2）、物鏡（3）、三維掃描系統(tǒng)（5）沿光路依次放置在激發(fā)光束產(chǎn)生系統(tǒng)（1）出射方向，二向色分光系統(tǒng)（6）位于第一分光系統(tǒng)（2）的反射方向，拉曼光譜探測系統(tǒng)（7）位于二向色分光系統(tǒng)（6）的透射方向，第二分光系統(tǒng)（8）位于二向色分光系統(tǒng)（6）的反射方向，布里淵光譜探測系統(tǒng)（9）位于第二分光系統(tǒng)（8）的反射方向，差動(dòng)共焦探測系統(tǒng)（10）位于第二分光系統(tǒng)（8）的透射方向，數(shù)據(jù)處理模塊（11）與拉曼光譜探測系統(tǒng)（7）、布里淵光譜探測系統(tǒng)（9）以及差動(dòng)共焦探測系統(tǒng)（10）連接，用于融合并處理拉曼光譜探測系統(tǒng)（7）、布里淵光譜探測系統(tǒng)（9）和差動(dòng)共焦探測系統(tǒng)（10）采集到的數(shù)據(jù)。?