[发明专利]一种用于多点光谱探测的三维自扫描装置

说明书

本发明公开了一种用于多点光谱探测的三维自扫描装置，包括光学反射系统、光学聚焦单元、电控三维平移系统、光学成像系统、计算机控制单元；光学反射系统用于将探测光反射，并经光学聚焦单元聚焦后照射到样品表面；电控三维平移系统用于带动光学反射系统和光学聚焦单元移动，以调整光学反射系统和光学聚焦单元与固定样品之间的相对位置，使探测光以移动的方式照射到样品表面各个位置上；光学成像系统用于接收由样品表面反射过来的光线并进行成像，获得样品表面形貌图像；计算机控制单元用于控制电控三维平移系统和光学成像系统工作。本发明能实现光谱探测光的自扫描，克服了现有光谱mapping功能依赖于样品台移动而无法分析固定或大型样品的问题。

技术领域

本发明涉及光学分析仪器技术领域，具体涉及的是一种用于多点光谱探测的三维自扫描装置。

背景技术

多点光谱探测可以对不均匀样品表面进行逐点扫描，从而确定样品表面相关信息的空间分布。将样品表面不同位置的信息与其位置坐标一一对应，绘制出样品某特性的平面分布图，也称为mapping。

目前各类光谱分析仪器采用三维移动平台对样品表面不同位置进行光谱探测，光学系统本身固定，三维移动平台带动样品通过步进电机在X，Y，Z三个维度移动，实现探测光斑与样品之间的相对移动。但是当探测对象不可移动或无法加载于样品台时，光谱探测便无法实现mapping功能。

发明内容

本发明旨在提供一种用于多点光谱探测的三维自扫描装置，能实现光谱探测光的自扫描，从而克服了现有光谱mapping功能依赖于样品台移动而无法分析固定或大型样品的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于多点光谱探测的三维自扫描装置，包括光学反射系统、光学聚焦单元、电控三维平移系统、光学成像系统、计算机控制单元；

所述光学反射系统用于将探测光反射，并经光学聚焦单元聚焦后照射到样品表面；

所述电控三维平移系统用于带动光学反射系统和光学聚焦单元移动，以调整光学反射系统和光学聚焦单元与固定样品之间的相对位置，使探测光以移动的方式照射到样品表面各个位置上；

所述光学成像系统用于接收由样品表面反射过来的光线并进行成像，获得样品表面形貌图像；

所述计算机用于控制电控三维平移系统和光学成像系统工作。

具体地，所述光学反射系统包括用于将探测光转至Z轴方向的第一反射镜，用于将Z轴方向的探测光转至X轴方向的第二反射镜，用于将X轴方向的探测光转至Y轴方向的第三反射镜，以及用于将Y轴方向的探测光转至-Z轴方向的第四反射镜；所述第四反射镜反射的探测光进入光学聚焦单元中进行聚焦。

具体地，所述电控三维系统包括与计算机控制单元连接并用于带动第二反射镜在Z轴方向上移动的Z轴升降平台，用于带动第三反射镜在X轴方向上移动的X轴平移台，以及用于带动第四反射镜和光学聚焦单元在Y轴方向上移动的Y轴平移台。

进一步地，所述Z轴升降平台上设有第一过渡板，所述第二反射镜和X轴平移台均设置在第一过渡板上。

再进一步地，所述X轴平移台包括第一电机和第一滑轨，以及与第一电机连接、可在第一电机控制下顺着第一滑轨移动的第一滑块；所述第一电机与计算机控制单元连接，并设置在第一过渡板上；所述第一滑块上设有第二过渡板，所述Y轴平移台和第三反射镜均设置在第二过渡板上。

更进一步地，所述Y轴平移台包括第二电机和第二滑轨，以及与第二电机连接、可在第二电机控制下顺着第二滑轨移动的第二滑块；所述第二电机与计算机控制单元连接，并设置在第二过渡板上；所述第二滑块上设有第三过渡板，所述第四反射镜和光学聚焦单元均设置在第三过渡板上。