[发明专利]后置分光瞳激光差动共焦布里渊-Raman光谱测试方法及装置

摘要

本发明涉及后置分光瞳激光差动共焦布里渊‑Raman光谱测试方法及装置，属于显微光谱成像技术领域。通过共焦拉曼光谱探测系统中遗弃的瑞利散射光构建分光瞳差动共焦显微成像系统，实现样品几何形貌的高空间分辨探测；通过探测共焦拉曼光谱探测系统中遗弃的布里渊散射光获取被测样品的多种基本性质，从而对材料的弹性、密度、弹性等参数进行测量；利用分光瞳激光差动共焦显微成像系统获得的焦点位置来精确获取样品焦点处的光谱信息，进而实现“图谱合一”的分光瞳差动共焦布里渊‑拉曼光谱高空间分辨成像与探测；通过将共焦拉曼光谱探测技术与共焦布里渊光谱探测技术相融合，实现样品形貌性能多参数综合测量。

主权项

1.后置分光瞳激光差动共焦布里渊‑Raman光谱测试方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、在收集物镜(19)光瞳面上放置收集光瞳(20)；光源系统(1)出射的激发光束经过分光棱镜(2)与测量物镜(3)后，会聚在被测样品(4)上，激发出载有被测样品(4)微区特性参数信息的布里渊散射光与拉曼散射光，同时反射出瑞利散射光；拉曼散射光、布里渊散射光与瑞利散射光经过测量物镜(3)收集，经过分光棱镜(2)反射后，被二向色分光系统(6)分为两束；其中经过二向色分光系统(6)反射的瑞利散射光与布里渊散射光进入分光系统(12)，经过分光系统(12)反射的瑞利散射光与布里渊散射光进入布里渊光谱探测系统(13)进行布里渊光谱探测；经过分光系统(12)透射的瑞利散射光与布里渊散射光进入后置分光瞳激光差动共焦探测系统(18)，经过收集物镜(19)以及收集光瞳(20)后，被光强采集系统(21)进行焦斑分割探测，实现对被测样品(4)微区几何位置的探测；步骤一所述对被测样品(4)微区几何位置的探测的方法为：对光强采集系统(21)获取的聚焦光斑进行分割处理，分别得到探测区域A(22)与探测区域B(23)对应的光强信号，对两个信号进行差动相减处理，得到分光瞳差动共焦曲线(26)；利用分光瞳差动共焦曲线(26)的“过零点”与测量物镜(3)焦点精确对应特性，通过“过零点”触发来精确捕获激发光斑焦点位置，进而实现高空间分辨的几何探测和空间定位；步骤二、与此同时，经过二向色分光系统(6)透射的拉曼散射光的光束进入到拉曼光谱探测系统(7)中；利用后置分光瞳激光差动共焦探测系统(18)得到的分光瞳差动共焦曲线(26)的“过零点”与测量物镜(3)焦点精确对应这一特性，通过“过零点”的位置精确捕获聚焦光斑处的光谱信息，进而实现对被测样品(4)微区高空间的精确光谱探测；步骤二所述对被测样品(4)微区高空间的光谱探测的方法为：通过对样品进行轴向扫描获取后置分光瞳激光差动共焦探测系统的差动共焦曲线(26)，通过曲线的“过零点”对被测样品进行实时跟踪定焦；通过三维扫描系统(5)控制被测样品(4)的空间位置，确保在整个测量过程中被测样品(4)始终处于焦点处，以保证拉曼光谱探测系统(7)采集到的信息为焦点位置处的光谱信息，进而抑制长时间光谱测量所导致的系统漂移以及外界环境的影响，提高系统的测量精度以及空间分辨力；当后置分光瞳激光差动共焦探测系统(18)对接收到的瑞利光形成的光斑进行处理时，能够对被测样品(4)进行高空间分辨三维层析探测；当拉曼光谱探测系统(7)对接收到的拉曼散射光进行处理时，能够对被测样品(4)进行拉曼光谱探测；当布里渊光谱探测系统(13)对接收到的布里渊散射光进行处理时，能够对被测样品(4)进行布里渊光谱探测；当同时对后置分光瞳激光差动共焦探测系统(18)接收到的瑞利光形成的光斑、布里渊光谱探测系统(13)接收到的拉曼散射光以及拉曼光谱探测系统(7)接收到的布里渊散射光进行处理时，能够进行高空间分辨微区图谱层析成像，进而对被测样品(4)进行“图谱合一”的后置分光瞳激光差动共焦布里渊拉曼光谱高空间分辨成像与探测。