[发明专利]高空间分辨双轴共焦图谱显微成像方法与装置

摘要

本发明属于光谱测量技术领域，涉及一种高空间分辨双轴共焦图谱成像方法与装置。本发明的核心思想是将双轴共焦显微和光谱探测技术有机融合，利用常被遗弃的瑞利光进行辅助探测，提高系统的空间分辨力，并且具有三维尺度层析图像、光谱探测及微区图谱层析成像三种探测模式。本发明具有空间分辨力高，定位准确，光谱探测灵敏度高等优点，在生物医学、物理材料学、石油化工、环境科学等领域有广泛的应用前景，为微区三维几何位置与光谱的高空间分辨探测提供了新途径。

主权项

一种高空间分辨双轴共焦图谱显微成像方法，其特征在于：1）采用双轴共焦显微的方式对被测样品（3）进行扫描，照明物镜（2）与采集物镜（7）对称分布在测量面法线（5）两侧，并且照明光轴（4）与测量面法线（5）的夹角为θ1（6），采集光轴（20）与测量面法线（5）的夹角为θ2（31），其中θ1=θ2；2）激发光经由照明物镜（2）聚焦到被测样品（3）上，激发出瑞利光和载有被测样品光谱特性的拉曼散射光，并被采集物镜（7）会聚到二向色分光系统（8），光束经二向色分光系统（8）分光后，拉曼散射光和瑞利光相互分离拉曼散射光透射进入光谱探测系统（19），瑞利光被反射进入共焦探测系统（15），数据处理系统（21）将获得的瑞利光信号拟合为共焦曲线（14），利用共焦曲线极值点与焦点位置精确对应的特性，通过极值触发来精确捕获激发光斑焦点位置的光谱信息，实现高空间分辨的光谱探测；3）单独处理获取的瑞利光的信号时，获得高空间分辨的三维尺度层析图像；单独处理获取拉曼散射光的信号时，获得光谱图像；同时处理获取的瑞利光和拉曼散射光的信号时，获得高空间分辨的微区图谱层析成像，即被测样品几何位置信息和光谱信息的“图谱合一”；4）依据共焦曲线极值点与焦点位置精确对应的特性，测量过程中可以实时对被测样品进行精确跟踪定焦，保证被测样品在整个测量过程中始终处于焦点位置，抑制环境温度和振动等因素对光谱测量的影响，从而提高测量精度。