[发明专利]显微光谱测量方法和系统

权利要求书

1.一种光学显微光谱测定系统，包括：

-光学显微镜（10），包括用于持有待分析样本的样本固定器和限定光轴（OZ）的至少一个显微镜物镜（11、12）；

-光谱测定系统（50），包括适于生成激发光束的光源（51）、光谱仪（55）和检测系统（60），

-光学系统（14），适于通过所述至少一个显微镜物镜（11、12）将所述激发光束引导至所述样本上，并收集通过所述样本上的所述激发光束的散射而生成的拉曼或光致发光光束，所述光学系统（14）适于将所述拉曼或光致发光光束引导向所述光谱仪（55）和所述检测系统（60）；以及

-致动系统（20），用于驱动所述样本固定器和所述至少一个显微镜物镜（11、12）之间的相对横向（dX、dY）运动和/或轴向（dZ）运动，

其特征在于，所述光学显微光谱测定系统包括：

-另一光源（18），用于生成照明光束；

-成像系统（16、41），与所述至少一个显微镜物镜（11、12）组合布置，并且所述成像系统被配置为在沿着所述光轴（OZ）的多个轴向位置（Z）处获取通过来自样本表面的照明光束的反射或透射而形成的多个图像；

-处理系统（40），被配置为通过用I（z）+dI（z）代替每个像素值I（z）来使所述多个图像清晰化，其中，dI（z）通过dI（z）=（I（z）*2-I（z-1）-I（z+1））*系数来计算，所述系数对应于清晰化级别；

-所述处理系统（40）被配置为根据沿着所述光轴（OZ）的所述多个轴向位置（Z）来确定所述样本的所述多个清晰化图像的多个像素列向量（Px，Py）；

- 所述处理系统（40）被配置为分别使用多个像素列向量（Px、Py）中的每一个的梯度或一阶导数轮廓或者二阶导数轮廓的均方差或变化、以及相关的置信水平值，来评估清晰度轮廓或对比度轮廓；

- 所述处理系统（40）被配置为针对具有所述相关的置信水平值的所述像素列向量（Px，Py）中的每一个，分析所述清晰度轮廓或对比度轮廓，并从中推导出所述多个像素列向量（Px、Py）中的每一个的焦点位置；并且

-所述处理系统（40）被配置为针对所述多个像素列向量（Px，Py）中的每一个确定所述焦点位置的三维坐标和相应像素强度，并且构建以三维和/或以二维表示所述样本表面的样本形貌图像；

-显示系统（44），被配置为显示所述样本形貌图像；

-用户界面，被配置为选择所述样本形貌图像中的关注区域；

-所述致动系统（20）被配置为定位所述关注区域，以便接收所述激发光束；以及

-所述光谱测定系统（50）被配置为在从所述样本形貌图像确定的聚焦的Z轴位置处逐点地获取从所述关注区域生成的拉曼或光致发光信号。

2.根据权利要求1所述的光学显微光谱测定系统，其中，所述成像系统被配置获取所述样本的第一图像（71）并获取所述样本的第二图像（72），所述第一图像（71）和所述第二图像（72）通过来自样本表面的照明光束的反射或透射而形成，所述第一图像（71）具有大视场并且所述第二图像（72）具有小视场；

所述显示系统（44）被配置为显示所述第一图像（71）、所述第二图像（72），并且显示覆盖在所述第一图像（71）上的区域的图形表示（73）。

3.根据权利要求2所述的光学显微光谱测定系统，其中，所述成像系统（16、41）适于实时获取所述第二图像（72），所述处理系统（40）适于实时更新对应于所述第二图像（72）的区域，并且其中，所述显示系统（44）适于实时显示所述第二图像（72）和实时更新的区域的图形表示（73）。

4.根据权利要求3所述的光学显微光谱测定系统，其中，所述用户界面包括集成的计算机鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸板和/或触摸屏，所述用户界面适于使用拖拽和移动操作分别与所述样本形貌图像、所述第一图像（71）或所述第二图像（72）进行交互，以便通过确定的横向位移来分别移动所述样本形貌图像、所述第一图像（71）中的大视场或所述第二图像（72）中的小视场，并且其中，所述致动系统（20）适于分别驱动与所述样本形貌图像、所述第一图像（71）或所述第二图像（72）中的确定的横向位移成比例的相对横向运动（dX、dY）。