[发明专利]一种基于显微高光谱的原位层析成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，包括高光谱相机(1)、光学成像透镜组(2)和光学显微镜组(3)；

所述高光谱相机(1)包括外壳(4)、与所述光学成像透镜组(2)相配合的成像光谱仪(5)、与所述成像光谱仪(5)一端连接的面阵探测器(6)、与成像光谱仪(5)底面连接的精密电控二维平台(7)，所述光学成像透镜组(2)与所述外壳(4)连接；

其中，所述精密电控二维平台(7)包括扫描结构(8)和调焦结构(12)，所述扫描结构(8)用于带动成像光谱仪(5)沿水平方向朝光学显微镜组(3)的成像面方向作相对运动，所述调焦结构(12)用于带动成像光谱仪(5)作纵向运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述精密电控二维平台(7)还包括扫描平台台面(16)，所述扫描结构(8)和所述调焦结构(12)分别位于所述扫描平台台面(16)相邻的两侧外侧壁上，扫描平台台面(16)从上至下依次包括第一台面(17)、第二台面(18)和第三台面(19)，所述第一台面(17)与第二台面(18)、第二台面(18)与第三台面(19)滑动连接，扫描结构(8)带动第一台面(17)沿水平方向朝光学显微镜组(3)的成像镜头的方向运动，调焦结构(12)带动第一台面(17)和第二台面(18)作纵向运动。

3.根据权利要求2所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述扫描结构(8)包括扫描电机(9)、扫描推杆(10)和顶块一(11)，所述扫描电机(9)与第二台面(18)的外侧壁连接，扫描电机(9)的输出端与所述扫描推杆(10)的一端连接，扫描推杆(10)的另一端与所述顶块一(11)连接，顶块一(11)与第一台面(17)的外侧壁连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述调焦结构(12)包括调焦电机(13)、调焦推杆(14)和顶块二(15)，所述调焦电机(13)与第一台面(17)和第二台面(18)的外侧壁连接，调焦电机(13)的输出端与所述调焦推杆(14)的一端连接，调焦推杆(14)的另一端与所述顶块二(15)连接，顶块二(15)与第三台面(19)的外侧壁连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述第一台面(17)与第二台面(18)、第二台面(18)与第三台面(19)均通过交叉滚子导轨(20)滑动连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，第一台面(17)和第二台面(18)的中间位置分别设置有用于触发机械零点的限位片一(21)和限位片二。

7.根据权利要求2所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述精密电控二维平台(7)通过控制主板(22)实现运动控制，所述控制主板(22)设置在扫描平台台面(16)的内部。

8.根据权利要求1所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统，其特征在于，所述成像光谱仪(5)的成像狭缝的长度为14.2mm，宽度为30um。

9.一种基于权利要求1-8任一所述的显微高光谱的原位层析成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将样品放置在显微样品台(25)上，物镜(24)下方的像成像在高光谱相机(1)的成像狭缝上；

步骤S2：通过调焦结构(12)带动成像光谱仪(5)作纵向运动，确定调焦维度；

步骤S3：通过扫描结构(8)带动成像光谱仪(5)进行平移推扫成像，获取被测目标的一层图像数据；

步骤S4：通过调焦结构(12)调整成像光谱仪(5)在纵向方向上的位置，每调整一个间隔，重复执行所述步骤S3，得到多层图像数据；

步骤S5：将获取到的多层图像数据叠加，得到高光谱层析影像。

10.根据权利要求9所述的一种基于显微高光谱的原位层析成像系统的成像方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：每次成X方向上的像后，在扫描结构(8)带动成像光谱仪(5)移动的过程中，面阵探测器(6)会对待测目标扫出一条带状轨迹从而完成Y方向上的扫描，根据X方向和Y方向上的扫描信息得到被测目标的一层三维高光谱图像数据，采集完成后，扫描结构(8)会带动成像光谱仪(5)返回到起点位置处，等待执行下一次的采集指令。