[發明專利]一種拉曼面陣高光譜反射和透射雙模式的成像系統

在審

• 申請號: 201910042380.8
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109724699A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 胡孟晗;李慶利;陳康
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01J3/44
• 分類號: G01J3/44;G01J3/02;G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種拉曼面陣高光譜反射和透射雙模式的成像系統，其特點是線性激光與擴束器與雙狀態光闌串聯組合，將其設置在成像系統的光路上形成拉曼面陣高光譜的獲取，進行待測樣本在反射和透射模式下的拉曼面陣高光譜圖像采集，所述線性激光與擴束器與雙狀態光闌串聯組合設置在轉動機構上，且由轉動機構進行反射和透射模式的拉曼面陣高光譜切換。本發明與現有技術相比具有一次掃描獲得反射和透射兩種拉曼面陣高光譜圖像的獲取，不僅克服了單點或多點拉曼光譜儀的缺點，同時增加了一個透射拉曼面陣高光譜成像功能，為探究待測物體的透射拉曼光譜的特征提供支持，從而能夠滿足不同場景的應用需求。

技術領域

本發明涉及光譜成像技術領域，具體地說是一種拉曼面陣高光譜反射和透射雙模式的成像系統。

背景技術

目前，拉曼光譜技術已經在化學、高分子材料、材料科學、生物醫學、文物分析等方面得到了廣泛的應用。拉曼光譜在分子光譜研究領域具有獨特優勢，它能夠表征待測物體的結構信息，即分子內部簡正振動頻率及有關振動能級的情況，從而實現分子中所含官能團的鑒定，最終識別分子結構，拉曼光譜技術能勝任定性分析、結構分析、定量分析的具體任務。鑒于拉曼光譜儀的巨大市場，國內外相關的儀器公司都在該方面進行了布局，包括賽默飛、必達泰克、瑞士萬通、海洋光學、如海光電、奧譜天成、華泰若安、天津港東、同方威視、塞蒙斯、五鈴光學等。一些國內研究機構也在拉曼光譜儀方面有較多的專利儲備，如水下激光拉曼光譜儀（申請號：201710969838.5）、拉曼光譜儀光路系統（申請號：201810012349.5）、一種短波長激光手性拉曼光譜儀（申請號：201510925965.6）、雙波長激光拉曼光譜儀（申請號：201720809001.X）等。

在拉曼成像方面，中國科學院上海技術物理研究所在2017年申報發明專利：一種深空探測微區自適應拉曼熒光成像聯用系統（申請號：201711426271.3），其涉及技術領域偏向于熒光成像方面；索隆-基特林癌癥研究協會在2017年授權發明專利：寬視場拉曼成像設備及相關方法（申請號：201480012550.3），該專利的技術方案只能獲得一個或多個單色圖像。在國內已發表的論文中，2017年發表在《農業工程學報》上的“線掃描式拉曼高光譜成像技術無損檢測奶粉三聚氰胺”一文中，提出了一種拉曼反射高光譜成像系統，其未涉及到透射拉曼高光譜成像系統。在實際應用過程中，針對具體的任務，研究人員或工程人員通常想同時獲取反射和透射拉曼高光譜圖像。由于拉曼光譜儀缺少空間分辨率，故其不能在許多領域里廣泛應用。雖然拉曼高光譜成像儀提供了較好的解決思路，它能夠同時獲取光譜和空間維度的信息，從而形成一個三維的拉曼光譜圖像塊，但目前未見有透射拉曼面陣高光譜成像系統的相關報道，以及集反射和透射拉曼面陣高光譜成像系統的公開文獻。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而設計的一種拉曼面陣高光譜反射和透射雙模式的成像系統，采用線性激光器與擴束器和雙狀態光闌串聯組合，其產生的面陣激光與二向色鏡構成拉曼面陣高光譜，實現單次掃描依次捕獲反射和透射兩種模式下的拉曼面陣高光譜圖像，大大滿足了研究人員或工程人員對采用單系統采集透射和反射面陣高光譜圖像的需求，能夠同時獲取光譜和空間維度的信息，從而形成一個三維的拉曼面陣光譜圖像塊，為拉曼面陣高光譜成像儀提供了較好的解決思路，結構簡單，使用方便，操作便捷，可靠性高，拓寬了應用領域，尤其為光譜成像領域的應用研究和基礎研究提供很大的益處和幫助。