[发明专利]角度分辨显微拉曼光谱探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，包括：拉曼探测机构和倾角控制机构；

所述拉曼探测机构设置有信号出入口，所述信号出入口与样品相对应，所述拉曼探测机构用于向样品表面发射激光信号、采集样品表面被激发出的散射信号、并进行拉曼光谱分析；

所述拉曼探测机构与所述倾角控制机构连接，所述倾角控制机构用于调节所述拉曼探测机构与所述倾角控制机构的连接角度，以调节所述角度分辨显微拉曼光谱探测装置的探测倾角的角度，所述探测倾角为入射激发光的光轴与样品法向之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述倾角控制机构被配置为使所述探测倾角为大于等于0度且小于等于90度的可调角度。

3.根据权利要求1所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述角度分辨显微拉曼光谱探测装置还包括样品台和原位转动机构；

所述样品台用于放置样品；

所述原位转动机构设置于所述样品台的下方，且所述样品台与所述原位转动机构连接，所述原位转动机构用于带动所述样品台原位转动，以调节角度分辨显微拉曼光谱探测装置的探测转角的角度，所述探测转角是指入射激发光的光轴与样品法向所在平面沿样品法向发生的转角。

4.根据权利要求3所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述原位转动机构被配置为使所述探测转角在大于等于0度且小于等于360度的可调角度。

5.根据权利要求3所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述拉曼探测机构包括拉曼探测模块、激光器、摄谱仪和显微镜头；

所述信号出入口设置于所述显微镜头上；

所述拉曼探测模块内设置有入射光路和散射光路，所述激光器设置于所述拉曼探测模块的入射光路的一端，且所述激光器与所述拉曼探测模块连接，所述摄谱仪设置于所述拉曼探测模块的散射光路的一端，且所述摄谱仪与所述拉曼探测模块连接；

所述显微镜头设置于所述拉曼探测模块上入射光路和反射光路的另一端，所述显微镜头远离所述信号出入口的一端与所述拉曼探测模块连接。

6.根据权利要求5所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述拉曼探测机构还包括偏振控制模块；

所述偏振控制模块设置于所述拉曼探测模块内，所述偏振控制模块用于调节入射激发光与采集散射光的偏振角，所述入射激发光的偏振角为入射激发光的偏振方向在光轴波前平面上的方位角的角度，所述采集散射光的偏振角为采集散射光的偏振方向在光轴波前平面上的方位角的角度。

7.根据权利要求5所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述倾角控制机构包括底座、支撑杆和连接件；

所述底座与所述支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端通过所述连接件与所述拉曼探测模块连接。

8.根据权利要求5所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述拉曼探测机构还包括导入部和导出部；

所述激光器通过所述导入部与所述拉曼探测模块连接，所述摄谱仪通过所述导出部与所述拉曼探测模块连接；

所述导入部包括导入光纤和导入光纤耦合器，所述导入光纤的一端与所述激光器连接，所述导入光纤的另一端与所述导入光纤耦合器连接，所述导入光纤耦合器与所述拉曼探测模块连接；

所述导出部包括导出光纤和导出光纤耦合器，所述导出光纤的一端与所述摄谱仪连接，所述导出光纤的另一端与所述导出光纤耦合器连接，所述导出光纤耦合器与所述拉曼探测模块连接。

9.根据权利要求7所述的角度分辨显微拉曼光谱探测装置，其特征在于，所述底座与所述支撑杆之间设置有第一三维位移器，所述第一三维位移器的一端与所述支撑杆连接，另一端与所述底座连接；

所述原位转动机构包括旋转台和第二三维位移器，所述第二三维位移器设置于所述旋转台的下方；且所述第二三维位移器与所述旋转台连接。

10.一种角度分辨显微拉曼光谱探测方法，其特征在于，包括：构建系统，其中构建的角度分辨显微拉曼光谱探测装置包括拉曼探测机构和倾角控制机构，所述拉曼探测机构与所述倾角控制机构连接；所述拉曼探测机构设置有信号出入口，所述拉曼探测机构用于向样品表面发射激光信号、采集样品表面被激发出的散射信号、并进行拉曼光谱分析；所述倾角控制机构用于调节所述拉曼探测机构与所述倾角控制机构的连接角度，以调节所述角度分辨显微拉曼光谱探测装置的探测倾角的角度；

安装样品，将样品安置在所述角度分辨显微拉曼光谱探测装置中，并且建立以下几何关系，包括：所述信号出入口与所述样品相对应以及所述探测倾角为入射激发光的光轴与样品法向之间的夹角；

选择测点，通过调整所述倾角控制机构与所述样品的相对位置，将所述拉曼探测机构的测点空间位置对准调整所述样品的表面，再利用所述拉曼探测机构的观察功能将所述测点空间位置对焦调整到所述样品表面需测量的位置；

设定参数，调控所述显微拉曼光谱探测装置的技术参数，其中所述技术参数包括探测倾角、探测转角与入射激发光与采集散射光的偏振角；

进行光谱探测，在预设的倾角开展拉曼光谱探测，以得到拉曼光谱信息；在所述技术参数下采取样品表面多个不同测点信息，所述测点信息包括实测的拉曼频移；

进行数据分析，对所述实测的拉曼频移拟合得到各自的频移及其平均值。