分光瞳激光共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置

摘要

本发明涉及一种分光瞳激光共焦布里渊‑拉曼光谱测量方法及装置，属于显微光谱成像技术领域。该装置包括产生激发光束的光源系统、测量物镜、照明光瞳、收集光瞳、二向色分光装置、分光镜、拉曼光谱探测装置、布里渊光谱探测装置、分光瞳激光共焦探测装置、三维扫描装置、位移传感器以及数据处理单元；通过利用共焦拉曼光谱探测中遗弃的瑞利散射光构建分光瞳共焦显微成像系统实现样品三维几何位置的高分辨成像，通过探测共焦拉曼光谱探测中遗弃的布里渊散射光来获得物质基本性质及多种交叉效应实现材料应力、弹性参数、密度等测量；利用共焦拉曼光谱探测技术和共焦布里渊光谱探测技术优势互补，实现材料多性能参数的综合测量与解耦。

主权项

分光瞳激光共焦布里渊‑拉曼光谱测量方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，在测量物镜(2)的光瞳面上放置照明光瞳(3)和收集光瞳(4)；光源系统(1)发出激发光束，激发光束透过测量物镜(2)的照明光瞳(3)后，聚焦在被测样品(5)上，激发出载有被测样品(5)光谱特性的拉曼散射光和布里渊散射光，并反射出瑞利光；拉曼散射光、布里渊散射光和瑞利光经测量物镜(2)的收集光瞳(4)到达二向色分光系统(6)；二向色分光系统(6)将拉曼散射光与其他光谱进行无损分离；步骤二、经二向色分光系统(6)反射的布里渊散射光和瑞利光进入分光系统(11)；经分光系统(11)透射的瑞利光和布里渊散射光进入分光瞳激光共焦探测系统(16)；分光瞳激光共焦探测系统(16)利用探测器横向偏移能够使分光瞳共焦显微系统的轴向响应特性曲线产生相移的特性，实现对被测样品(5)微区几何位置的探测；经分光系统(11)反射的布里渊散射光和瑞利光进入布里渊光谱探测系统(12)进行光谱探测；与此同时，经二向色分光系统(6)透射的拉曼散射光进入拉曼光谱探测系统(7)中进行光谱探测；步骤三、经分光系统(11)透射的瑞利光和布里渊散射光进入分光瞳激光共焦探测系统(16)；分光瞳激光共焦探测系统(16)利用探测器横向偏移可使分光瞳共焦显微系统的轴向响应特性曲线产生相移的特性，实现对被测样品微区几何位置的探测；具体过程为：对分光瞳激光共焦探测系统(16)获得的探测光斑进行处理，得到探测区域，测得反映样品凹凸变化的强度响应I(u)，即可进行高空间分辨的三维尺度层析成像探测，其中，u为轴向归一化光学坐标；当对拉曼光谱探测系统(7)获得的拉曼光谱信号进行处理时，能够进行拉曼光谱探测；当对布里渊光谱探测系统(12)获得的布里渊光谱信号进行处理时，能够进行布里渊光谱探测；当对分光瞳激光共焦探测系统(16)获得的信号进行处理时，进行高空间分辨力层析成像；当对分光瞳激光共焦探测系统(16)获得的信号、拉曼光谱探测系统(7)获得的拉曼光谱信号和布里渊光谱探测系统(12)获得的布里渊光谱信号同时进行处理时，能够进行高空间分辨力的微区图谱层析成像，对样品的多性能参数进行综合测试。