[发明专利]角度分辨显微拉曼光谱探测装置及探测方法

说明书

本发明提供一种角度分辨显微拉曼光谱探测装置及探测方法，涉及光学测量设备技术领域，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；拉曼探测机构设置有信号出入口，信号出入口与样品相对应，拉曼探测机构能够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；拉曼探测机构与倾角控制机构连接，倾角控制机构用于调节拉曼探测机构与倾角控制机构的连接角度，以调节角度分辨显微拉曼光谱探测装置的探测倾角的角度。通过采集样品表面同一测点不同探测倾角时的散射信号，以获得同一测点不同探测倾角下的光谱数据，以实现对样品的精细化测量。

技术领域

本发明涉及光学测量设备技术领域，尤其是涉及一种角度分辨显微拉曼光谱探测装置及探测方法。

背景技术

显微拉曼光谱技术是材料、生物、考古、化学、力学等领域常用的微尺度无损检测技术，该技术可以通过采集拉曼散射信号并分析其光谱获得材料的化学成分、晶向、应力或应变等信息，被广泛地应用于诸多领域的实验分析。现有的装置，无论是商用的还是院校研发的，已经存在很多类型的显微拉曼光谱探测装置。

微纳米科学与技术对复杂材料与结构的精准、原位、在线测量研究的需求与日俱增，例如，复杂晶体结构的晶向识别、拉曼张量系数标定、复杂应力状态解耦分析以及异形样品的多角度全方位测量等研究需求。

然而，现有的显微拉曼光谱探测装置的几何构型通常是固定的，其中绝大多数是入射激发光与被测样品表面的法向重合。由于现有仪器和装置无法以任意的几何角度和偏振构型开展拉曼激发与探测，导致许多精细、复杂的光谱分析难以开展，进而无法满足微纳米科学与技术对复杂材料与结构精细化探测的研究需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种角度分辨显微拉曼光谱探测装置及探测方法，以解决现有技术中显微拉曼光谱探测装置对样品探测的几何构型固定，导致无法对样品实现精细化测量的问题。

本发明提供一种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。

进一步地，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。

进一步地，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，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。

进一步地，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。

进一步地，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；