[發明專利]基于拉曼光譜和OCT實現寶石鑒定的系統及方法

在審

• 申請號: 201811059554.3
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN108918504A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 傅洪波;陳占坤;張建
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于拉曼光譜和光學相干成像（OCT）技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，包括寶石樣品、載玻片、暗盒、移動平臺、拉曼光譜儀、OCT、數據提取與處理模塊、顯示器，所述暗盒包括兩個透光孔。

2.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述拉曼光譜儀波長型號可選，用于測量玻璃材料樣品的拉曼光譜信息；所述OCT波長型號可選，其原理為低相干光源發出的光經過光纖分束器后, 被均勻分成兩束，分別進入參考臂和樣品臂，經過樣品反射回來的樣品光與反光鏡反射回來的參考光再經光纖分束器相干并偶合到探測器上，此處用于獲取載玻片空載時表面OCT圖（圖像中為一直線，稱為基線）與放置樣品時的樣品掃描圖。

3.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述樣品為表面規則或不規則珠寶與礦石。

4.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述載玻片厚度為1~2mm，用于提供OCT測量空載圖像以及放置樣品。

5.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述暗盒為拉曼光譜儀與OCT測量提供環境要求，避免外界的干擾；進一步地，所述暗盒頂部還有兩個透光孔，拉曼光譜儀與OCT的光經由此處進入暗盒。

6.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述移動平臺用于放置載玻片與樣品，且可水平勻速拖動平臺用于拉曼光譜儀與OCT對樣品的掃描。

7.如權利要求1和2所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述數據提取與處理模塊運用計算機軟件進行空載圖與樣品圖的合成，并經中值濾波優化，利用canny算子進行邊界識別，利用霍夫曼變換（Hough Transformation）對合成圖的各界面進行直線識別，獲取的直線間的距離特征；合成圖中寶石上下界面極不平整時或直線識別效果不佳時，也可通過編程在圖像上手工點選標志同一掃描線與上下邊界，基線的三個交點，獲取其位置信息，后再根據光程匹配原理自動計算樣品折射率，分析拉曼譜圖得到樣品化學性質。

8.如權利要求7所述的基于拉曼光譜和OCT技術測定玻璃材料性質的系統，其特征在于，所述光程匹配原理：OCT相干測量要求的光程匹配原理以及物理光程對應的斷層圖像位置信息：放置樣品前，即載物臺為空置時，掃描其斷層圖，圖中載物臺表面的位置為y₀（即為基線位置）；在載物臺上放置樣品后，使樣品的下表面緊貼在載物臺上，進行掃描；樣品掃描斷層圖中，設樣品上表面的位置為y₁，樣品的下表面在圖中為位置為y₂，設樣品折射率為n，則有。

9.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，其特征在于，所述顯示器用于顯示最終寶石性質測量結果。

10.如權利要求1所述的基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、首先運用OCT通過透光孔獲取載玻片空載時的基線圖像；再分別運用OCT與拉曼光譜儀對放置在載玻片上的樣品進行檢測，即勻速拖動移動平臺，使拉曼光譜儀與OCT依次對樣品進行掃描獲取樣品拉曼光譜圖與OCT圖像；

b、利用計算機軟件分析兩圖像，以獲取樣品邊界和特征信息，并通過光程匹配原理公式完成折射率的計算，通過拉曼譜完成化學性質的分析；

c、最終測量結果通過顯示器顯示。