[发明专利]拉曼光谱成像横向分辨率与定位精度的检测模体与方法

说明书

本发明公开了一种拉曼光谱成像横向分辨率与定位精度的检测模体与方法，该模体包括基底和至少一个位于基底上方的镀层；所述镀层的材料和所述基底的材料不同，所述基底的材料可在被激光激发的情况下，发出与比激光波长更长的光谱信号；所述镀层为非透明材料，不能透过激光波长的光，所述镀层的拉曼信号与基底的拉曼信号不同。本发明所提出的检测模体可用于检测拉曼光谱成像系统在空气中的横向分辨率和在介质中的横向分辨率，也可以用于检测拉曼成像仪器的定位精度，为生产企业研发制造和质量检验以及用户日常使用的检测工具，为计量部门和质检部门提供依据。

技术领域

本发明涉及拉曼光谱成像技术领域，特别是涉及一种拉曼光谱成像横向分辨率检测模体方法。

背景技术

拉曼光谱是一种散射光谱，反映了分子的振动和转动信息，是一种物质分析方法。拉曼光谱成像技术是将拉曼光谱与成像技术结合，通过对被测样品进行扫描测量，获取每一个点的拉曼光谱。再从拉曼光谱中提取关键信息，并以此绘制成样品的二维或三维拉曼光谱图像。拉曼光谱图像的每个像素都包含样品在该点的完整拉曼光谱，而图像的颜色或灰度对应了样品在该点的拉曼光谱的频移、峰高、峰面积等信息。

以拉曼光谱共焦显微成像系统为例进行说明。测量时，将样品置于显微镜的样品台上，激光通过显微镜会聚在样品表面，激发样品产生拉曼光谱信号。样品发出的拉曼光谱信号通过显微镜收集，再通过光谱仪测量、分析可得到样品在该点的拉曼光谱信号。拉曼光谱信号反映了样品的分子振动信息，具有指纹特性。样品台带动样品进行水平方向(横向)上的运动，同时，仪器测量样品不同位置的拉曼光谱信息，即可获得样品的二维拉曼光谱图像。

横向分辨率是拉曼光谱成像系统的重要技术指标，反映了系统在水平方向上的空间分辨能力。横向分辨率受成像系统的光学结构、激光波长、针孔尺寸、物镜放大倍数等多个参数所决定，难以通过理论计算获得。由于拉曼光谱系统常与共焦显微技术结合使用，在测量样品时可以对样品内部一定深度范围内进行三维成像，因此其在介质中的分辨率也非常重要。但是，拉曼光谱成像系统在介质中的横向分辨率和在空气中不同，直接利用在空气中的分辨率计算在介质中的分辨率的方法非常复杂，而且误差很大。因此，需要直接检测拉曼光谱成像系统在介质中的横向分辨率。

除此之外，在拉曼成像设备扫描的过程中，载物台位移的准确性也会影响到生成的图像质量。如果定位不准确，在往复运动过程中，定位出现了偏差，扫描信息重新生成的图像会发生扭曲，导致测量结果不可靠。因此，需要检测平台运动的实际距离与所设定的数值是否一致，对成像设备的定位精度进行评估。

空间分辨率：光学成像系统能分辨物体空间几何长度的最小极限。

横向分辨率：光学成像系统在水平方向上的空间分辨率。

纵向分辨率：光学成像系统在竖直方向上的空间分辨率，也叫轴向分辨率。

定位精度：是空间实体位置信息(通常为坐标)与其真实位置之间的接近程度。

刃边法：通过获得刃边两侧因信号变化产生的阶跃函数来获得系统光学传递函数的方法。

在发明专利“拉曼光谱成像点扩散函数检测模体及其制备方法和应用”(申请号201810319151.1)中提到一种拉曼光谱点扩散函数检测模体，该模体可用于检测拉曼光谱成像系统的一维点扩散函数、二维点扩散函数和三维点扩散函数；点扩散函数检测结果可用于计算得到拉曼光谱成像系统在水平和竖直方向上的空间分辨率。

在发明专利“用于检测拉曼光谱成像横向分辨率的模体及其检测方法”(申请号201810913110.5)中提到一种拉曼光谱横向分辨率检测模体，该模体可用于检测拉曼光谱成像在空气中和介质中的横向分辨率。

在发明专利“一种拉曼光谱成像分辨率板及其制备方法”(公布号CN 106442468A)中提到一种用于检测拉曼光谱成像分辨率板的结构及其制备方法。