本发明专利技术可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置，属于拉曼光谱技术领域。提出一种可精确连续调节共焦区域大小的显微共焦拉曼光谱仪外光路装置，装置中的显微物镜采用变倍显微物镜，利用目镜观察对应的共焦区域，通过调节变倍显微物镜来实现对共焦区域的目视精确连续调节。本发明专利技术由显微共焦观察光路子系统可准确观察到由显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域范围；利用变倍显微物镜可实现对显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域大小的连续调节。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置，属于拉曼光谱
。提出一种可精确连续调节共焦区域大小的显微共焦拉曼光谱仪外光路装置，装置中的显微物镜采用变倍显微物镜，利用目镜观察对应的共焦区域，通过调节变倍显微物镜来实现对共焦区域的目视精确连续调节。本专利技术由显微共焦观察光路子系统可准确观察到由显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域范围；利用变倍显微物镜可实现对显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域大小的连续调节。【专利说明】可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置
本专利技术涉及拉曼光谱
，特指一种可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置。
技术介绍
激光拉曼光谱技术是基于拉曼散射效应而发展起来的光谱分析技术，能得到物质的分子振动、转动信息，每种物质分子都有其特定的特征拉曼谱峰，已广泛应用于物质的鉴定、分子结构研究。当激发光照射到物质上时会发生弹性散射和非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分(这部分光是瑞利散射光)以外，还有比激发光波长长的和短的成分(这部分光是拉曼散射光)。由于拉曼散射光强度很弱，比瑞利散射光强度小IO10?IO14倍。因此拉曼光谱仪的设计，必须能排除瑞利散射光，且灵敏度高，才能有效收集物质的拉曼散射光谱。激光显微拉曼技术的出现使拉曼光谱仪的灵敏度和分辨率大大提高，激光显微拉曼光谱仪是显微技术和拉曼光谱技术的完美结合，采用显微共焦方式来滤除杂散光。如申请号201110288486.X、名称为“一种显微共焦拉曼光谱仪”的专利申请，采用现成的商业化显微镜模块来实现对样品的显微观察，再利用显微模块和针孔相结合的方式实现显微共焦，达到提高拉曼光谱仪信噪比的目的。英国显微拉曼光谱仪制造商雷尼绍公司生产的inVia Reflex型号激光显微拉曼光谱仪，采用德国Ieica显微镜，标配有5倍、20倍、50倍、100倍显微物镜，同样采用显微共焦模块来减少杂散光，以实现高信噪比的目的。上述显微共焦拉曼模块采用物镜旋转台来切换不同倍率显微物镜，显微物镜的放大倍率是固定的，通常为:5倍、10倍、20倍、50倍和100倍。虽然通过更换固定倍率的显微物镜可实现对不同大小样品的微区拉曼分析，但存在一些缺陷:(I)显微物镜的放大倍率是非连续的，无法对样品微区连续放大观察。(2)显微共焦光路收集拉曼光谱信号的共焦区域范围大小调节是非连续的。(3)共焦针孔的调节或更换仅凭个人经验和感觉，如果共焦针孔直径过大，会有更多的瑞利散射信号和杂散光进入光栅光谱仪；如果共焦针孔过小，则有一部分微弱拉曼信号被挡在共焦针孔外面，两种情况都会造成信噪比的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提出一种可精确连续调节共焦区域大小的显微共焦拉曼光谱仪外光路装置(装置中的显微物镜采用变倍显微物镜)，利用目镜观察对应的共焦区域，通过调节变倍显微物镜来实现对共焦区域的目视精确连续调节。本专利技术的技术方案是:可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置，包括显微共焦观察光路子系统、显微拉曼激光激发光路子系统、显微共焦拉曼散射光收集光路子系统；三个光路子系统按照光路顺序次连接而成，构成T型常见显微共焦结构。可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置中设置有样品台，待测样品放置在水平放置的样品台上，该样品台在X，Y, Z三个方向可调；其中所述的显微共焦观察光路子系统垂直于水平放置的样品台，用于精确定位待测样品目标微区和选择合适共焦目标微区大小，包括变倍显微物镜、镜筒透镜、观察针孔、目镜和白光照明光源组成；沿垂直于水平样品台方向，由下至上依次配置变倍显微物镜、镜筒透镜、观察针孔和目镜，白光照明光源位于水平样品台左上方；其中所述的显微拉曼激光激发光路子系统，用于将激光精确聚焦到待测样品的目标微区表面中央，包括激光器、激光扩束器、全反射镜1、全反射镜I1、凹陷滤光片1、全反射镜III和变倍显微物镜；激光器位于显微共焦观察光路子系统右侧下方，激光器水平向左放置，在激光器出射光路上水平方向依次配置激光扩束器、全反射镜1、沿全反射镜I反射方向放置的全反射镜I1、沿全反射镜II反射方向放置的凹陷滤光片1、沿凹陷滤光片I光路反射方向放置的全反射镜III和全反射镜III下方放置的变倍显微物镜。其中所述的显微共焦拉曼散射光收集光路子系统，用于将待测样品目标微区的拉曼信号收集并滤除绝大部分瑞利散射光后，聚焦进入共焦针孔，包括变倍显微物镜、全反射镜II1、凹陷滤光片1、凹陷滤光片I1、聚焦透镜和共焦针孔；沿垂直于水平样品台方向依次配置变倍显微物镜、全反射镜II1、沿全反射镜III反射方向依次配置的凹陷滤光片1、凹陷滤光片I1、聚焦透镜和共焦针孔。利用上述可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置获取物质的拉曼光谱信号的方法，按照下述步骤进行:(I)打开显微镜照明白光源，利用目镜观察样品，上下调整样品位置至清晰，水平调整样品至待测微区位于目镜视场中心。加入观察针孔，调节变倍显微物镜，直到选定好最佳共焦区域。(2)打开激光器，激光通过显微拉曼激光激发子系统精确聚焦到待测样品表面，待测样品被激光激发后产生拉曼散射光和瑞利散射光。(3)由显微共焦拉曼信号收集光路子系统收集拉曼散射光和瑞利散射光，该子系统中的凹陷滤光片将瑞利散射光滤除，而拉曼散射光则被聚焦透镜聚焦，进入光栅光谱仪的前置针孔，最后由光栅光谱仪获取拉曼散射信号。本专利技术的有益效果:1.由显微共焦观察光路子系统可准确观察到由显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域范围。2.利用变倍显微物镜可实现对显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦区域大小的连续调节。【专利附图】【附图说明】图1为一种可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置的结构示意图，其中1、激光器2、激光扩束器3、全反射镜14、全反射镜115、凹陷滤光片16、凹陷滤光片117、全反射镜1118、变倍显微物镜9、样品台10、白光照明光源11、镜筒透镜12、观察针孔13、目镜14、眼睛15、聚焦透镜16、共焦针孔17、光栅光谱仪18、吸光装置。图2为利用光学模拟软件模拟得到的显微共焦拉曼外光路装置的光路图。图3为变倍显微物镜倍率分别为40X、20X、13.3X(对应焦距分别为4.5mm,9mm,13.5mm)时的光学结构图。图4为显微共焦拉曼散射光收集光路子系统的共焦原理图。图5为通过目镜观察到的样品在变倍显微物镜的不同倍率下的共焦区域图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进一步说明。本专利技术的可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路系统结构图如图1所示，按功能分为3个子系统:显微共焦观察光路子系统、显微拉曼激光激发光路子系统、显微共焦拉曼散射光收集光路子系统。三个光路子系统利用多个二向色镜依次连接而成，构成T型常见显微共焦结构。可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置中设置有样品台9，待测样品放置在水平放置的样品台上，该样品台在X，y, Z三个方向可调。显微共焦观察光路子系统垂直于水平样品台9，用于精确定位待测样品目标微区和选择合适共焦目标微区大小。沿垂直于水平样品台9方向，由下至上依次配置变倍显微物镜8、可移除全反射镜7、镜筒透镜11、观察针孔12和目镜13，白光照明光源10位于本文档来自技高网...
【技术保护点】
可精确调节共焦区域的显微共焦拉曼外光路装置，其特征在于包括显微共焦观察光路子系统、显微拉曼激光激发光路子系统、显微共焦拉曼散射光收集光路子系统；三个光路子系统按照光路顺序依次连接而成，构成T型常见显微共焦结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范苑，刘木华，吴瑞梅，艾施荣，吴彦红，王晓彬，严霖元，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：
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