[发明专利]一种斜入射式共焦布里渊光谱测量系统和方法

说明书

本发明公开一种斜入射式共焦布里渊光谱测量系统和方法，解决现有折射率测量系统和方法测量精度低、空间分辨能力低等问题。所述系统，包含：照明模块，用于产生系统入射光；系统入射光经分光平片透射进入参考模块，反射进入光谱激发模块；标准样品经激发产生的布里渊散射光被收集后经分光平片反射进入光谱探测模块；光谱探测模块，探测得到标准样品的背向和对称方向布里渊散射光谱频移值，进而标定系统入射光角度；待测样品经激发产生的布里渊散射光被收集后经分光平片透射进入光谱探测模块；光谱探测模块，探测得到待测样品的背向和对称方向布里渊散射光谱频移值。所述方法使用所述系统。本发明可实现高精度、快速三维折射率测量。

技术领域

本发明涉及显微光谱测量技术领域，尤其涉及一种斜入射式共焦布里渊光谱测量系统和方法。

背景技术

现有透明样品折射率测量方法一般分为间接测量法和直接测量法。相衬显微镜与数字全息显微镜等检测手段都是通过间接方式对样品的折射率进行测量，需要对被测材料的空间尺寸进行精确计算，样品空间尺寸的误差严重降低了折射率的测量精度，且对于具有流动性的样品难以进行动态的实时建模，无法对样品折射率在空间上进行分辨。直接测量法有光学相干断层扫描技术，缺点是样品内部不平稳的相位变化会严重影响解包裹的准确性，降低折射率的计算精度；有测量三维折射率的微分干涉层析方法，缺点是在迭代计算过程中所引起的累积误差，会不断放大样品内部较深区域的折射率计算偏差，在实际测量过程中必须使用近轴细光束，这大幅降低了系统的空间分辨能力。

发明内容

本发明提供一种斜入射式共焦布里渊光谱测量系统和方法，解决现有折射率测量系统和方法对透明样品测量精度低、空间分辨能力低等问题。

为解决上述问题，本发明是这样实现的：

发明实施例提供一种斜入射式共焦布里渊光谱测量系统，包含：照明模块、光谱激发模块、光谱探测模块、参考模块、分光平片；所述照明模块用于产生偏振方向可选的线偏振激光作为系统入射光；所述系统入射光经所述分光平片透射进入到所述参考模块中，反射进入到所述光谱激发模块中；所述参考模块中的标准样品经激发产生的布里渊散射光被收集后，经所述分光平片反射进入所述光谱探测模块；所述光谱探测模块，用于对所述标准样品的布里渊散射光进行布里渊光谱探测，得到其背向布里渊散射光谱频移值和对称方向布里渊散射光谱频移值；所述光谱激发模块中的待测样品经激发产生的布里渊散射光被收集后，经所述分光平片透射进入所述光谱探测模块；所述光谱探测模块，还用于对所述待测样品的布里渊散射光进行布里渊光谱探测，得到其背向布里渊散射光谱频移值和对称方向布里渊散射光谱频移值。

优选地，所述照明模块包含：连续激光器、扩束系统、激发光阑、二分之一波片、起偏器，所述激发光阑上有一个激发光瞳；由连续激光器发射出的激光经所述扩束系统扩束后，通过激发光阑的激发光瞳得到激发光瞳范围内的有效激发光束，经所述二分之一波片及起偏器后得到所述系统入射光。

进一步地，所述参考模块包含聚焦物镜、载物台、标准样品，所述光谱激发模块包含测量物镜、三维平移台、待测样品；所述标准样品放置于所述载物台上，所述系统入射光经所述分光平片透射进入到所述聚焦物镜，透射后照射到所述标准样品上，所述标准样品激发的布里渊散射光经所述聚焦物镜收集后，经所述分光平片反射，进入所述光谱探测模块；所述待测样品放置于所述三维平移台上，所述系统入射光经所述分光平片反射进入到所述测量物镜，透射后照射到所述待测样品上，所述待测样品激发的布里渊散射光经所述测量物镜收集后，经所述分光平片透射，进入所述光谱探测模块；所述测量物镜和聚焦物镜的有效数值孔径及焦距相同。