[发明专利]激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法及装置

权利要求书

1.激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法，其特征在于： 

a）通过激发光束产生系统（1）产生激发光，经过第一分光系统（2）、物镜（3）后，聚焦在被测样品（4）上，并激发出瑞利光和载有被测样品（4）光谱特性的拉曼散射光和布里渊散射光，瑞利光、布里渊散射光和拉曼散射光被系统收集回光路中，经过物镜（3）后被第一分光系统（2）反射至二向色分光系统（6），经二向色分光系统（6）分光后，拉曼散射光与其他光谱相互分离，瑞利光和布里渊散射光被反射进入第二分光系统（8），经第二分光系统（8）透射的瑞利光和布里渊散射光进入差动共焦探测系统（10），经第二分光系统（8）反射的瑞利光和布里渊散射光进入布里渊光谱探测系统（9），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），利用差动共焦曲线（12）过零点与焦点位置精确对应这一特性，通过零点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； 

b）只对接收瑞利光和布里渊散射光的第一探测器（18）、第二探测器（21）获得的差动信号进行差动相减处理时，系统可以进行高空间分辨的三维尺度层析成像；只对接收拉曼散射光的第三探测器（30）获得的拉曼光谱信号进行处理时，系统可以进行拉曼光谱探测；只对接收瑞利光和布里渊射光的第四探测器（33）获得的布里渊光谱信号进行处理时，系统可以进行布里渊光谱探测；同时对接收瑞利光和布里渊散射光的第一探测器（18）、第二探测器（21）获得的差动信号、接收接收瑞利光和布里渊散射光的第四探测器（33）获得的布里渊光谱信号、和接收拉曼散射光的第三探测器（30）获得的拉曼光谱信号进行处理时，系统可以进行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高空间分辨的“图谱合一”，可对样品进行三维形貌高分辨重构及微区形态性能参数测量； 

c)差动共焦曲线（12）过零点处精确对应物镜（3）的焦点O，测量过程中可以实时对被测样品（4）进行精确跟踪定焦，保证被测样品（4）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； 

d）差动共焦曲线（12）过零点处对应测量物镜（3）焦点O，此处聚焦光斑尺寸最小，探测的区域最小，线性区域BB'其他位置对应物镜（3）的离焦区域，在焦前或焦后BB'区域内的聚焦光斑尺寸随离焦量增大而增大，利用此特点，通过调整样品的z向离焦量，并根据实际测量精度需求来控制聚焦光斑的尺寸，实现对样品探测区域大小可控。 

2.根据权利1所述的激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法，其特征在于：激发光束可以是偏振光束：线偏光、圆偏光、径向偏振光等；还可以是由光瞳滤波技术生成的结构光束，其与光瞳滤波技术联用可以压缩测量聚焦光斑尺寸，提高系统横向分辨力，另外，还可以根据激发光束偏振状态不同得到不同的拉曼光谱信息，从而得到更多的物质结构信息。 

3.根据权利1所述的激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法，其特征在于：该系统还可以探测包括荧光、康普顿散射光等在内散射光谱。 

4.激光差动共焦布里渊-拉曼光谱测量装置，其特征在于：包括激发光束产生系统（1）、第一分光系统（2）、物镜（3）、三维扫描系统（5）、二向色分光系统（6）、拉曼光谱探测系统（7）、第二分光系统（8）、布里渊光谱探测系统（9）、差动共焦探测系统（10）及数据处理模块（11）；其中，第一分光系统（2）、物镜（3）、三维扫描系统（5）沿光路依次放置在激发光束产生系统（1）出射方向，二向色分光系统（6）位于第一分光系统（2）的反射方向，拉曼光谱探测系统（7）位于二向色分光系统（6）的透射方向，第二分光系统（8）位于二向色分光系统（6）的反射方向，布里渊光谱探测系统（9）位于第二分光系统（8）的反射方向，差动共焦探测系统（10）位于第二分光系统（8）的透射方向，数据处理模块（11）与拉曼光谱探测系统（7）、布里渊光谱探测系统（9）以及差动共焦探测系统（10）连接，用于融合并处理拉曼光谱探测系统（7）、布里渊光谱探测系统（9）和差动共焦探测系统（10）采集到的数据。