[发明专利]一种显微拉曼成像光谱快速检测装置及方法

权利要求书

1.一种显微拉曼成像光谱快速检测装置，其特征在于：包含光源、多功能样品室、复合光路系统、图像采集系统、数据融合处理系统、拉曼光谱检测系统、计算机控制及显示系统；

所述光源连接至所述多功能样品室，所述复合光路系统通过光路连接至所述多功能样品室，所述复合光路系统上设置有所述图像采集系统和拉曼光谱检测系统；

所述数据融合处理系统接收来自所述图像采集系统和拉曼光谱检测系统的信息并进行图像与光谱信息的实时分析处理，将处理结果传输到所述计算机控制及显示系统中显示输出；

所述复合光路系统包含白光观测光路、显微拉曼成像光路和拉曼光谱探测光路；所述白光观测光路、显微拉曼成像光路和拉曼光谱探测光路均包含光源，所述光源可切换为白光光源或激光光源；

所述白光观测光路的光源为白光光源，所述白光光源发出的光线依次经过汇聚物镜Ⅰ、扩束透镜、光学滤光片Ⅱ和二向色镜，所述二向色镜将所述白光光源的光分为两路，其中一路依次经过扫描镜、透镜Ⅰ、光学滤光片Ⅰ和显微物镜；所述白光光源经过所述二向色镜的另一路光线依次经过分束器、电动转换镜和汇聚物镜Ⅱ，光线经汇聚物镜Ⅱ聚焦后供人眼观察；

所述显微拉曼成像光路的光源为激光光源，所述激光光源发出的光线依次经过汇聚物镜Ⅰ、扩束透镜、光学滤光片Ⅱ和二向色镜，所述二向色镜将所述激光光源的光分为两路，其中一路依次经过扫描镜、透镜Ⅰ、光学滤光片Ⅰ和显微物镜；所述激光光源经过所述二向色镜的另一路光线经过所述分束器反射到光学滤光片Ⅲ，然后经过聚焦透镜进入图像采集系统；

所述拉曼光谱探测光路的光源为激光光源，所述激光光源发出的光线依次经过汇聚物镜Ⅰ、扩束透镜、光学滤光片Ⅱ和二向色镜，所述二向色镜将所述激光光源的光分为两路，其中一路依次经过扫描镜、透镜Ⅰ、光学滤光片Ⅰ和显微物镜；所述激光光源经过所述二向色镜的另一路光线依次经过所述分束器和电动转换镜，所述电动转换镜将光线反射到光学滤光片Ⅳ，然后经过汇聚物镜Ⅲ进入光谱探测单元；

所述复合光路系统处于观察状态时光源切换为白光光源，电动转换镜切换为全透射镜，所述复合光路系统处于检测状态时光源切换为激光光源，电动转换镜转换成全反射镜，以适应不同工作模式的需求；

所述的拉曼光谱检测系统包含入射狭缝、准直物镜、光栅镜、成像物镜和探测器；从所述汇聚物镜Ⅲ入射进来的光线穿过所述入射狭缝到达所述准直物镜，所述准直物镜将光线反射至所述光栅镜，所述光栅镜将光线反射至所述成像物镜，所述成像物镜将光线反射至所述探测器。

2.根据权利要求1所述的一种显微拉曼成像光谱快速检测装置，其特征在于：所述白光光源采用可调LED环形灯YSX-22，所述激光光源采用激发波长为532nm，785nm或1064nm的半导体激光器。

3.根据权利要求1所述的一种显微拉曼成像光谱快速检测装置，其特征在于：所述多功能样品室包含样品台底座、光学载物台、旋转样品架和透明封闭罩，所述样品台底座通过螺栓固定在所述光学载物台上，所述样品台底座随所述光学载物台进行三维调节；

所述旋转样品架设置在所述样品台底座的内凹部，并进行间歇式旋转调节，所述旋转样品架上设置有多个样品放置槽，用于安放样品；

所述样品台底座的上方设置有所述透明封闭罩，所述样品台底座与所述透明封闭罩之间通过快拆卡扣进行连接，所述样品台底座与所述透明封闭罩之间还设置有密封圈，所述透明封闭罩用于给样品提供一个密闭的检测空间；

所述透明封闭罩上还设置有上管路和下管路，所述透明封闭罩上端通过调节卡环与显微物镜相连，所述透明封闭罩采用柔性有机材质制成。

4.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像光谱快速检测装置，其特征在于：所述二向色镜与入射光的光轴夹角为45度；

所述扫描镜为线扫描方式，所述扫描镜的初始位置与二向色镜位置平行；

所述分束器与出射光的光轴夹角为45度，且所述二向色镜与分束器相互垂直；

所述电动转换镜为一片全反射镜与一片全透射镜拼接而成，由微电机驱动自由切换，所述电动转换镜的初始位置与分束器位置平行。