空间自调焦激光共焦拉曼光谱探测方法与装置

摘要

本发明公开一种空间自调焦激光共焦拉曼光谱探测方法与装置，该方法与装置在光谱探测中引入调焦望远技术和共焦技术，并利用二向色分光系统，对瑞利散射光和拉曼散射光进行无损分离，利用探测器共焦响应曲线最大值与焦点位置精确对应的特性，通过寻找响应最大值来精确控制望远系统自动调整焦点，使激发光束自动聚焦到被测对象，同时获取激光光斑焦点位置的光谱信息，实现空间自动调焦的光谱探测，构成一种可实现样品空间自调焦光谱探测的方法和装置。本发明具有自动调焦，定点准确特点，并同时扩大探测范围和提高光谱探测灵敏度。

主权项

一种空间自调焦激光共焦拉曼光谱探测方法，该方法包括如下步骤:1)通过激光光束系统产生激发光，经过二向色分光系统和望远系统后，照射在被测样品上，并激发出瑞利散射光和载有样品光谱特性的拉曼散射光；2)通过调焦机构，使共焦探测系统的响应最大，完成激发光束自动聚焦在样品上，同时获得样品的位置信息[α，β，l]；3)使对应被测样品区域的瑞利散射光及拉曼散射光再次经过望远系统，并被望远系统整形成平行光透射至二向色分光系统，经二向色分光系统对瑞利散射光和拉曼散射光进行分离；4)部分瑞利散射光被二向色分光系统透射，经第一分光系统反射进入共焦探测系统，利用共焦探测系统中的第一探测器，测得反映样品位置信息的强度响应I[α，β，l]，将激发光束聚焦在样品上；5)拉曼散射光经二向色分光系统透射，经第一分光系统透射进入拉曼光谱探测系统，利用拉曼光谱探测系统测得载有被测样品特性的拉曼散射信号I(λ)，其中λ为波长；6)将I(λ)传送到数据处理模块进行数据处理，从而获得包含被测样品对应区域位置的光谱信息I(λ)和物体位置信息[α，β，l]；7)转动探测系统，对空间进行沿α，β方向扫描，望远系统进行沿l方向扫描调焦，重复上述步骤测得对应物镜焦点位置的一组n个包含位置信息[α，β，l]和I(λ)的序列测量信息[I(λ)，α，β，l]；8)利用可分辨区域δn对应的位置信息[α，β，l]，找出对应δn区域的光谱信息In(λ)值，再根据与空间坐标[α，β，l]的关系，重构反映被测物微区δn三维结构和光谱特性的信息In(αn，βn，ln，λn)；9)对应最小可分辨区域δmin的三维尺度和光谱特性由下式确定：。