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用于具有自適應光學系統(tǒng)的拉曼散射光學顯微鏡的系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號:12287272閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備(100),包括:

-激光源(10),其適于以激發(fā)波長λ發(fā)射激光束(11);

-顯微鏡物鏡(14),其適于接收所述激光束(11),并且將所述激光束聚焦到所述顯微鏡物鏡(14)的像平面中,所聚焦的激光束(21)旨在照射樣品(20);

-光學系統(tǒng)(14),其適于收集在所述樣品上的散射光束(22);

-濾波部件,其適于接收所述散射光束(22)并且將所述散射光束(22)分離成瑞利散射束和拉曼散射束(220);以及

-檢測部件(16,17),其適于檢測收集的所述拉曼散射束(220),

其特征在于,所述拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜術設備(100)進一步包括:

-自適應光學系統(tǒng)(31,32,33,33A,33B),其位于所述激光束(11)的光路上,位于所述拉曼散射束(220)的光路上,和/或位于對所述激光束(11)和所述拉曼散射光束(220)公用的光路上。

2.根據(jù)權利要求1所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述顯微鏡設備是共焦的,并包括位于所述顯微鏡物鏡(14)和所述檢測部件(16,17)之間的共焦孔(19),以及所述自適應光學系統(tǒng)(33,33A,33B)位于所述共焦孔(19)的上游和/或下游的所述拉曼散射束(220)的所述光路上。

3.根據(jù)權利要求2所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述激光束(11)具有高斯橫截面,所述共焦孔(19)具有非圓形或角形狀,并且所述自適應光學系統(tǒng)(33A)被配置成在所述共焦孔(19)的平面中將在所述樣品上聚焦的所述激光束的橫截面適配于所述共焦孔(19)的所述形狀。

4.根據(jù)權利要求1至3中一項所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,進一步包括位于由所述樣品(20)反射的所述激光束(31)的光路上的波前檢測器(18),其中所述波前檢測器(18)位于與所述顯微鏡物鏡(14)的所述像平面(P1)光學共軛的平面中,以及所述波前檢測器(18)適于檢測在所述顯微鏡物鏡(14)的像平面(P1)中的所述樣品的位置。

5.根據(jù)權利要求1至4中一項所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述自適應光學系統(tǒng)(31)包括串聯(lián)地位于在所述激光源和所述顯微鏡物鏡之間的所述激光束的所述光路上的至少兩個自適應反射鏡,所述至少兩個自適應反射鏡每一個具有可變焦距并且以形成具有可變放大率的聚焦自適應光學系統(tǒng)或具有可變放大率的遠焦自適應光學系統(tǒng)的這種方式被定位,并且所述自適應光學系統(tǒng)被配置成根據(jù)所述顯微鏡物鏡(14)的所述入口光瞳的直徑來修改在所述顯微鏡物鏡(14)的所述入口光瞳上的所述激光束(11)的直徑。

6.根據(jù)權利要求1至5中一項所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述自適應光學系統(tǒng)(31,32)位于所述激光源和所述顯微鏡物鏡的所述像平面之間,并且所述自適應光學系統(tǒng)(31,32)被配置成在空間上調制在所述顯微鏡物鏡(14)的所述像平面(P1)中的所述激光束(11,21)的強度。

7.根據(jù)權利要求6所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述自適應光學系統(tǒng)(31,32)被配置成根據(jù)分析的所述樣品(20)來動態(tài)調制在所述顯微鏡物鏡(14)的所述像平面中或在所述顯微鏡物鏡的所述光瞳平面中的所述激光束(11,21)的強度和/或相位。

8.根據(jù)權利要求1至7中一項所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,包括適于接收并測量拉曼散射束(220)的光譜儀(16,17),其中所述自適應光學系統(tǒng)(33,33A,33B)位于所述顯微鏡物鏡(14)和所述光譜儀(16,17)之間的所述拉曼散射束的所述光路上,以及所述自適應光學系統(tǒng)(33,33A,33B)被配置成動態(tài)調制在所述光譜儀(16,17)的所述入口處的拉曼散射束(22)的強度和/或相位,以便在所檢測到的拉曼信號中減少所述光學像差,諸如由所述光譜儀(16,17)導致的像散。

9.根據(jù)權利要求2和8所述的拉曼顯微鏡或拉曼顯微測譜設備,其中所述自適應光學系統(tǒng)(33B)位于所述共焦孔(19)與所述光譜儀(17)的入口狹縫(27)之間的所述拉曼散射束(220)的所述光路上,以及所述自適應光學系統(tǒng)(33B)被配置成在所述光譜儀的所述入口狹縫(27)上形成所述共焦孔(19)的所述圖像。

10.一種拉曼顯微或拉曼顯微測譜方法,包括以下步驟:

-以激發(fā)波長λ發(fā)射激光束(11);

-將所述激光束(11)聚焦到顯微鏡物鏡(14)的像平面中,所述聚焦的激光束(21)旨在照射樣品(20);

-收集散射光束(22);

-以將所述束分離成彈性散射束或瑞利散射束和拉曼散射束(220)或熒光束的這種方式,將所述散射光束(22)濾波;以及

-檢測收集的所述拉曼散射束(220),

其特征在于,所述方法進一步包括如下步驟:

-以修改在樣品(20)上的激光束的空間分辨率、亮度、空間分布和/或檢測到的所述拉曼散射束的透射的方式,修改自適應光學系統(tǒng)(31,32,33,33A,33B)的光學特性,所述自適應光學系統(tǒng)(31,32,33,33A,33B)位于所述激發(fā)激光束(11)的光路上,位于所述拉曼散射束(220)的光路上,或位于對所述激發(fā)激光束(11)和所述拉曼散射光束(220)公用的光路上。

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