[发明专利]一种快速自动对焦的显微拉曼光谱仪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测技术领域，更具体地涉及一种快速自动对焦的显微拉曼光谱仪及其使用方法。

背景技术

拉曼光谱是通过获取分子的振动与转动的信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法，拉曼光谱可以通过物质的振动和转动信息实现对物质的定性分析和定量分析。拉曼光谱仪其结构简单，操作简便测量快速高效准确可获取高分辨率的光谱信息，虽然可以获取到样品表面的光谱信息，但是拉曼光谱仪采集的是样品表面的平均光谱，无法获取到样品中局部区域或局部点对应的光谱信息。

同时，传统的显微镜可以实现对微小物体的观察，但其需要通过目镜主观观察目标物并通过手动调节旋钮进行对焦，这种人工调焦方式费时费力且容易产生人工误差。且在高分辨显微镜下虽然可以获取到物体高分辨率下的清晰的图像信息，但无法获取到高分辨率下物体局部区域或局部点的内部结构信息，且在高分辨率的显微镜下无法获取一幅完整的物体图像信息。因此，急需一种能够自动调焦，获取样品局部区域光谱信息且能够在高分辨率的显微镜下获取完整物体图像信息的拉曼光谱仪。

发明内容

本发明提供一种快速自动对焦的显微拉曼光谱仪及其使用方法，以解决现有拉曼光谱仪需要手动对焦、无法获取被测物体局部图像信息且无法在高分辨率率的显微镜下获取完整物体图像信息的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种快速自动对焦的显微拉曼光谱仪，包括显微成像系统、拉曼光谱系统、控制装置和计算机系统，所述控制装置与计算机系统连接，所述显微成像系统位于控制装置上方，所述拉曼光谱系统位于显微成像系统一侧。

优选的，所述控制装置包括载物台、第一电机、第二电机、自动对焦装置、粗调旋扭、控制箱和底座，所述控制箱与计算机系统连接，所述第一电机、第二电机以及自动对焦装置分别与控制箱电路连接，所述载物台与第一电机以及第二电机连接且装设在底座上方，所述粗调旋扭与载物台配合连接。

优选的，所述控制箱包括通讯模块，与所述通讯模块连接的单片机，与所述单片机连接的驱动器，以及与所述驱动器连接的电源。

优选的，所述显微成像系统包括LED灯、第一准直镜、第一分光片、第二分光片、管道、CCD相机和显微物镜，所述显微物镜位于所述载物台上方，所述第一分光片位于显微物镜上方且与水平面呈45度夹角，所述第二分光片位于第一分光片上方且与第一分光片互成90度夹角，所述管道位于第二分光片上方，所述CCD相机位于管道正上方，所述第一准直镜竖直设置在第二分光片下侧面一侧，所述LED灯设置在第一准直镜背离第二分光片一侧。

优选的，所述拉曼光谱系统包括处理装置、反射镜、第三分光片、第二准直镜、耦合透镜、第一光纤探头、第二光纤探头和滤光片，所述处理装置与所述计算机系统连接，所述第三分光片位于所述第一分光片下侧面一侧，所述滤光片、耦合透镜和第一光纤探头依次设置在第三分光片背离第一分光片一侧，所述反射镜位于第三分光片正上方，所述第二准直镜、第二光纤探头依次设置在反射镜下侧面一侧，所述第一光纤探头和第二光纤探头与所述处理装置连接。

优选的，所述计算机系统包括显示屏和与其连接的计算机。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种如上所述的快速自动对焦的显微拉曼光谱仪的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将样品放置在载物台上，启动计算机和相应软件，选择图像采集自动对焦模式；

步骤二：启动LED灯和CCD相机；

步骤三：自动采集图像信息，所述计算机判断图像的评价函数值是否最大；若否，进入步骤四；若是，进入步骤五；

步骤四：PLC驱动所述载物台移动，进入步骤三；

步骤五：储存最佳对焦图像，通过对多幅最佳对焦图像进行拼接，得到完整图像；

步骤六：从所述完整图像中选择感兴趣区域或点作为测量区域，驱动所述载物台将所述测量区域移动到显微物镜下；

步骤七：启动拉曼光谱系统，采集所述测量区域的拉曼光谱信息。