[发明专利]激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法及装置

权利要求书

1.激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一、光源系统(1)出射的激发光束经过通过第一分光镜(2)与滤光片(3)后，由测量物镜(4)会聚到被测样品(5)上，激发出载有样品微区特性参数信息的拉曼散射光和反射光；

步骤二、拉曼散射光与反射光经过测量物镜(4)收集，被滤光片(3)分为两束，其中一束经过滤光片(3)反射的反射光到达差动共焦探测系统(13)，另一束透过滤光片(3)进入拉曼光谱探测系统(7)；

步骤三、差动共焦探测系统(13)中第二分光镜(14)将反射光分为两束，其中一束经第二分光镜(14)反射后，由第三会聚镜(16)聚焦，进入第三会聚镜(16)焦点前距离为M位置的针孔(17)，后被探测器(18)接收；另一束透过第二分光镜(14)后，由第四会聚镜(20)聚焦，进入第四会聚镜(20)焦点后距离为M位置的针孔(21)，后被探测器(22)接收；当工作台(6)带动样品(5)进行轴向扫描时，探测器(18)得到的前焦轴向光强响应曲线(23)为I₁(v,u,+u_M)，探测器(22)得到的后焦轴向光强响应曲线(24)为I₂(v,u,-u_M)；将I₁和I₂作差得到差动轴向光强响应曲线(25)I(v,u,±u_M)，通过差动轴向光强响应曲线(25)对样品实现高精度定焦和几何形貌的高分辨探测；

步骤四、完成定焦后将测量物镜焦点移动至样品被测位置处激发拉曼散射光，拉曼散射光透过滤光片(3)后，经第一会聚镜(9)聚焦，进入拉曼光谱收集针孔(10)后，由第二会聚镜(11)聚焦后被拉曼光谱探测器(12)接收，通过移动针孔(10)在第一会聚镜(9)焦点前后等量离焦±u_RM处采集拉曼光谱信号I_RA(v,u,+u_RM)、I_RB(v,u,-u_RM)，并对两个拉曼信号进行相关积处理得到被位置的相关拉曼光谱信息I_RA×I_RB，压缩共焦拉曼系统点扩散函数，实现高空间分辨拉曼光谱成像；

步骤五、融合差动共焦探测光路获取的高精度几何形貌和相关共焦拉曼光路获取的高空间分辨拉曼光谱信息I(x,y,z,λ_r)，进而实现高空间分辨的“图谱合一”成像；

当只对接收反射光的差动共焦探测系统(13)获取的差动共焦轴向光强响应曲线进行处理时，能够对被测样品(5)进行高空间分辨三维层析探测；

当只对接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统(7)获取的拉曼光谱信号进行处理时，能够对被测样品(5)进行光谱探测；

当同时对接收反射光的差动共焦探测系统(13)获取的光强信号与接收拉曼散射光的拉曼光谱探测系统(7)获取的光谱信号进行处理时，能够进行高空间分辨微区图谱层析成像，进而对被测样品(5)进行“图谱合一”的激光差动相关共焦拉曼光谱高空间分辨成像与探测。

2.根据权利1所述的激光差动相关共焦拉曼光谱测试方法，其特征在于：激发光束包括偏振光束和结构光束，由此提高系统光谱信号信噪比和系统横向分辨率；所述偏振光束包括线偏光、圆偏光、径向偏振光；所述结构光束包括由光瞳滤波技术生成的结构光束。