[发明专利]一种基于能量反馈的全光纤共焦拉曼光谱测量方法

摘要

本发明公开了一种基于能量反馈的全光纤共焦拉曼光谱测量方法。实现该方法的装置包括：包括激光器、四个单模光纤、四个光纤转接件、准直器、能量反馈调节装置、两个分束器、物镜、被测样品、拉曼滤光片组、拉曼成像透镜、拉曼探测器、两个差分成像透镜、两个差分点探测器。本发明首先通过单模光纤的形式来实现激光的引入及拉曼探测信号的引出，利用光纤端面代替传统的共焦针孔设计，精确提高共焦拉曼探测的纵向分辨率。采用特定设计的激光能量调节反馈装置，精确设计及调节激发光源的稳定性，使激发光源及探测拉曼信号的波动控制在一定范围内，大大提高了长时间光谱采集及拉曼成像的信噪比及灵敏度。

主权项

1.一种基于能量反馈的全光纤共焦拉曼光谱测量方法，其特征在于，实现该方法的装置：包括激光器(1)、四个单模光纤(2、12、19、20)、四个光纤转接件(3、11、17、18)、准直器(4)、能量反馈调节装置(5)、两个分束器(6、14)、物镜(7)、被测样品(8)、拉曼滤光片组(9)、拉曼成像透镜(10)、拉曼探测器(13)、两个差分成像透镜(15、16)、两个差分点探测器(21、22)；该方法的具体实现步骤如下：1)使可激发样品拉曼信号的激光器(1)以单模光纤(2)的形式耦合进光路，通过光纤转接件(3)上的光纤端面，利用准直镜(4)进行激光的准直；2)准直后的激光进入能量反馈调节装置(5)，进行激发光源的稳定性调节；稳定性精确控制的激发光源通过分束器(6)、物镜(7)，聚焦在被测样品(8)上，激发出带有样品特性的拉曼散射光谱信号；3)激发出的拉曼散射光谱信号，通过物镜(7)、分束器(6)、拉曼滤光片组(9)、拉曼成像透镜(10)、光纤转接件(11)、单模光纤(12)后，被拉曼探测器(13)接收得到拉曼探测信号；光纤转接件(11)上的光纤端面起到共焦针孔的作用；4)而被测样品(8)上的入射光信号通过物镜(7)、分束器(6)、拉曼滤光片组(9)、分束器(14)，依次经差分成像透镜(15、16)、单模光纤(19、20)后分别被处于焦面的差分点探测器(21、22)探测；5)基于差分共焦探测原理，差分点探测器(21、22)探测的两路信号，将分别反映样品凹凸变化的响应曲线，将两路信号进行差动相减并进行归一化处理，得到被测样品(8)凹凸变化的强度曲线；6)将上述凹凸变化的强度曲线及拉曼探测信号传送到数据处理模块进行数据锐化处理，即可获得包括精确位置信息的共焦拉曼光谱探测信号；7)将被测样品沿着x，y，z方向进行扫描，每个样品区获得唯一的高精度I(x，y，z)位置信号以及拉曼信号，最后进行信号的重构处理，即可获得高精度的三维微区共焦拉曼光谱图像的采集。