[发明专利]一种用于动态表面增强拉曼光谱的自动聚焦方法及系统

权利要求书

1.一种用于动态表面增强拉曼光谱的自动聚焦方法，其特征在于，在光谱采集拉曼检测过程中对拉曼探头与样品之间的距离做自动化调整使得准确对焦，使样品处获得较高的激光密度，进而获得样品较强的拉曼信号。

2.如权利要求1所述的自动聚焦方法，其特征在于，所述自动化调整的方法是将载物台置于可在竖直方向移动的线性位移平台上，线性位移平台通过控制器控制移动，所述控制器接收来自计算机的指令；计算机用于对原始拉曼光谱信号进行处理以及谱峰检测并计算谱峰强度评价值；计算机根据谱峰强度评价值的变化，判断载物台上的样品是否处于激光焦点位置；

如果不在焦点位置，计算机发出指令给所述控制器，由所述控制器控制所述线性位移平台做出相应的移动，直到找到最佳信号，并返回初始步进长度；重复上述步骤，继续进行下一次自动聚焦。

3.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其特征在于，所述对原始拉曼光谱信号进行处理包括对光谱仪接收到的原始光谱信号进行矫正基线和去除噪声。

4.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其特征在于，所述谱峰检测并计算谱峰强度评价值是利用小波变换算法检测谱峰，并将检测到的光谱强度按从大到小排序，以前3个最强峰的平均值作为光谱强度评价值。

5.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其特征在于，计算机根据谱峰强度评价值的变化，采用优化的爬山算法，判断激光是否处于最佳焦点位置。

6.如权利要求5所述的自动聚焦方法，其特征在于，所述优化的爬山算法以初始步长Δ1全局遍历，并计算光谱强度评价值，找到光谱强度评价值最强点后，回退一步，并以步长Δ2继续移动，Δ2＜Δ1，直到满足设定的精度。

7.如权利要要求1所述的自动聚焦方法，其特征在于，所述光谱采集在待测样品挥发过程中实时持续进行，每次执行聚焦结束后，步进电机返回初始步长，准备下一次自动聚焦，直至待测样品挥发至干态。

8.如权利要求2所述的自动聚焦方法，其特征在于，线性位移平台通过控制器进行控制移动，包括如下步骤：

a):手动调整拉曼探头与样品初始距离，使其处于焦点位置，此时线性位移平台初始位置为x0，光谱信号强度f(x0)；

b):控制器控制线性位移平台以较大固定步长Δ1不断移动，并同时记录光谱强度f(x1)，直至设定的位移范围；

c):控制器控制线性位移平台返回光谱强度最大的位置，并回退一步；

d):控制器控制线性位移平台减小步长以步长Δ2继续移动，Δ2＜Δ1，并记录每次采集到的光谱信号强度，循环直至接近设定的精度范围。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述方法的自动聚焦系统，包括：激光器、拉曼探头、线性位移平台、控制器、载物台、拉曼光谱仪和计算机；

激光器，作为激发光源照射在样品上；

载物台，用于放置样品，载物台安装于线性位移平台上；

线性位移平台，由控制器驱动在竖直方向移动；

控制器，接收计算机的指令动作；

拉曼探头，接收样品的表面增强拉曼光谱信号，经过滤光片传导至拉曼光谱仪上；

计算机，对光谱仪接收到的拉曼光谱信号，进行谱峰检测计算谱峰强度评价值，并根据谱峰强度评价值的变化，判断激光是否处于焦点处；如果不在焦点处，发出指令给所述控制器，由所述控制器控制所述线性位移平台做出相应的移动，直到找到最佳信号。