本發(fā)明屬于光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，尤其是涉及一種光學(xué)色散補(bǔ)償方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、顯微成像技術(shù)在科學(xué)研究、醫(yī)療診斷和工業(yè)檢測(cè)中扮演著至關(guān)重要的角色。隨著顯微技術(shù)的發(fā)展，顯微鏡的分辨率和成像質(zhì)量不斷提升。然而，光學(xué)系統(tǒng)中的色散問題依然是影響顯微成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。色散會(huì)導(dǎo)致圖像中的彩色邊緣和焦點(diǎn)不一致，從而影響圖像的清晰度和準(zhǔn)確性。

2、在顯微成像中，色散會(huì)導(dǎo)致以下主要問題：一是彩色邊緣：高對(duì)比度區(qū)域的圖像邊緣可能會(huì)出現(xiàn)紅色或藍(lán)色的邊緣，這種現(xiàn)象稱為色邊。這是由于不同波長(zhǎng)的光不能在同一平面聚焦所致，導(dǎo)致不同顏色的光在不同位置成像。二是焦點(diǎn)不一致：由于不同波長(zhǎng)的光聚焦在不同位置，會(huì)導(dǎo)致圖像的部分區(qū)域失去焦點(diǎn)，從而影響圖像的整體清晰度和細(xì)節(jié)辨識(shí)度。色散問題同時(shí)也顯著影響到運(yùn)用顯微成像技術(shù)的光譜儀測(cè)量上。為了減少顯微模塊中的色散問題，光學(xué)系統(tǒng)中通常使用消色差透鏡。半消色差透鏡是最常用的消色差透鏡之一。半消色差透鏡能夠有效地將紅光和藍(lán)光聚焦在同一點(diǎn)，從而減少大部分色散問題。然而，半消色差透鏡并不能完全消除所有波長(zhǎng)的色差，特別是綠色光的色差。全消色差透鏡是更為高級(jí)的消色差透鏡。能夠?qū)⑷N或更多種波長(zhǎng)的光聚焦在同一點(diǎn)，從而顯著減少色散和像差。全消色差透鏡在顯微成像中提供了極高的成像質(zhì)量，但其制造工藝復(fù)雜，成本較高。

3、因此現(xiàn)有的技術(shù)很難低成本，高質(zhì)量的解決光譜儀中顯微模塊的色散問題。光譜顯微色散補(bǔ)償技術(shù)可以幫助光譜儀實(shí)現(xiàn)低成本，高質(zhì)量的光譜分析，能夠有效的彌補(bǔ)現(xiàn)有光譜儀技術(shù)的技術(shù)空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種光學(xué)色散補(bǔ)償方法及裝置，該方法運(yùn)用二維數(shù)組標(biāo)定透鏡位置，通過(guò)改變補(bǔ)償透鏡位置，對(duì)光譜進(jìn)行分波段補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)高精度，低成本的光譜檢測(cè)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

3、一種光學(xué)色散補(bǔ)償方法，包括：

4、s1、確定激光波長(zhǎng)λl：打開激光器，激光通過(guò)分束器，激光通過(guò)分束器反射進(jìn)入顯微物鏡，顯微物鏡將激光匯聚到可移動(dòng)載物臺(tái)上的反射基底上，反射光通過(guò)分束器和分束器到達(dá)第一探測(cè)器，第一計(jì)算機(jī)接收第一探測(cè)器信號(hào)并顯示出激光光斑，調(diào)整可移動(dòng)載物臺(tái)和顯微物鏡間的距離使得第一計(jì)算機(jī)上顯示的激光光斑最?。?/p>

5、s2、成像與記錄：關(guān)閉激光器，保持移動(dòng)載物臺(tái)和顯微物鏡間的距離不變，將反射基底換為透明光學(xué)標(biāo)樣，打開白光光源并通過(guò)光柵分離出特定波段的光照射標(biāo)樣，標(biāo)樣散射光經(jīng)過(guò)顯微物鏡，通過(guò)分束器，控制色散補(bǔ)償單元使光通過(guò)分束器后在第三探測(cè)器上成像，并且通過(guò)第二計(jì)算機(jī)能夠觀測(cè)到清晰的標(biāo)樣像，記錄此時(shí)補(bǔ)償透鏡組的位置；

6、s3、接收與計(jì)算：通過(guò)光柵將不同波段的光引入光路并透射標(biāo)樣，控制色散補(bǔ)償單元移動(dòng)到不同位置使得探測(cè)器每次都能接收到清晰的標(biāo)樣像，記錄各個(gè)波段對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償透鏡組的位置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和算法擬合的方法，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償透鏡組位置r(x,y,z)關(guān)于入射激光波長(zhǎng)λl，透射波段中心波長(zhǎng)λd的二維數(shù)組r(x,y,z)(λl,λd)；

7、s4、總結(jié)：通過(guò)步驟s1-s3，可以在選定波長(zhǎng)的激光激發(fā)樣品的情況下，使得樣品產(chǎn)生的光譜信號(hào)各波段都被很好的進(jìn)行了色差校正，進(jìn)而可以獲得精確，無(wú)色差的整張光譜信號(hào)。

8、一種光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括激光器和依次設(shè)置于激光器下方的第一分束器和第二分束器，所述第一分束器的一側(cè)依次設(shè)置有第一探測(cè)器和第一計(jì)算機(jī)，所述第二分束器的一側(cè)依次設(shè)置有顯微物鏡、可移動(dòng)載物臺(tái)、光柵和白光光源，所述第二分束器的另一側(cè)依次設(shè)置有補(bǔ)償透鏡組、第三分束器和第二探測(cè)器，所述補(bǔ)償透鏡組固定安裝在可移動(dòng)裝置，兩者組成色散補(bǔ)償單元，所述第三分束器的下方依次設(shè)置有第三探測(cè)器和第二計(jì)算機(jī)。

9、優(yōu)選地，所述激光器將激光通過(guò)第一分束器和第二分束器反射進(jìn)入顯微物鏡。

10、優(yōu)選地，所述激光器發(fā)出的反射光通過(guò)第二分束器和第一分束器到達(dá)第一探測(cè)器。

11、優(yōu)選地，所述光柵將白光光源分離出特定波段的光照射標(biāo)樣。

12、優(yōu)選地，所述控制色散補(bǔ)償單元使光通過(guò)第三分束器后在探測(cè)器上成像。

13、優(yōu)選地，平行雙折線為光路中斷符號(hào)，表明之后的光路情況不顯示。

14、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本光學(xué)色散補(bǔ)償方法及裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

15、本發(fā)明通過(guò)對(duì)收集光路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，引入可移動(dòng)載物臺(tái)和補(bǔ)償透鏡組，針對(duì)激發(fā)激光和樣品發(fā)出的光信號(hào)波長(zhǎng)不一致，光信號(hào)頻譜寬等問題，通過(guò)對(duì)樣品發(fā)出的不同波長(zhǎng)信號(hào)的色散補(bǔ)償位置進(jìn)行定標(biāo)，可以很好的校正光譜各波段的色散問題，從而使得呈現(xiàn)的光譜更加準(zhǔn)確，同時(shí)相對(duì)于使用全消色差透鏡的方法本方法和裝置更加經(jīng)濟(jì)，適用情景大大增加。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)色散補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.一種光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括激光器和依次設(shè)置于激光器下方的第一分束器和第二分束器，所述第一分束器的一側(cè)依次設(shè)置有第一探測(cè)器和第一計(jì)算機(jī)，所述第二分束器的一側(cè)依次設(shè)置有顯微物鏡、可移動(dòng)載物臺(tái)、光柵和白光光源，所述第二分束器的另一側(cè)依次設(shè)置有補(bǔ)償透鏡組、第三分束器和第二探測(cè)器，所述補(bǔ)償透鏡組處固定安裝有可移動(dòng)裝置兩者組成色散補(bǔ)償單元，所述第三分束器的下方依次設(shè)置有第三探測(cè)器和第二計(jì)算機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述激光器將激光通過(guò)第一分束器和第二分束器反射進(jìn)入顯微物鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述激光器發(fā)出的反射光通過(guò)第二分束器和第一分束器到達(dá)第一探測(cè)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述光柵將白光光源分離出特定波段的光照射標(biāo)樣。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)色散補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述控制色散補(bǔ)償單元使光通過(guò)第三分束器后在探測(cè)器上成像。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光學(xué)色散補(bǔ)償裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種光學(xué)色散補(bǔ)償方法及裝置，包括：S1、確定激光波長(zhǎng)λ<subgt;L</subgt;：打開激光器，激光通過(guò)分束器，激光通過(guò)分束器反射進(jìn)入顯微物鏡，顯微物鏡將激光匯聚到可移動(dòng)載物臺(tái)上的反射基底上，反射光通過(guò)分束器和分束器到達(dá)第一探測(cè)器。本發(fā)明通過(guò)對(duì)收集光路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，引入可移動(dòng)載物臺(tái)和補(bǔ)償透鏡組，針對(duì)激發(fā)激光和樣品發(fā)出的光信號(hào)波長(zhǎng)不一致，光信號(hào)頻譜寬等問題，通過(guò)對(duì)樣品發(fā)出的不同波長(zhǎng)信號(hào)的色散補(bǔ)償位置進(jìn)行定標(biāo)，可以很好的校正光譜各波段的色散問題，從而使得呈現(xiàn)的光譜更加準(zhǔn)確，同時(shí)相對(duì)于使用全消色差透鏡的方法本方法和裝置更加經(jīng)濟(jì)，適用情景大大增加。

技術(shù)研發(fā)人員：瞿樸,孫天池,張晶晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州譜光慧聯(lián)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11