多拉曼光譜的平行檢測已擴(kuò)展到利用光譜儀CCD芯片的垂直和水平尺寸喘漏。它克服了一維檢測的限制，從而大大提高了獲取多個(gè)拉曼光譜的速度华烟。關(guān)鍵組件包括一個(gè)SLM和一個(gè)快速快門裝置翩迈，該裝置從不同的多聚焦模式組合中收集拉曼光譜。
多聚焦拉曼光譜儀的調(diào)制多焦探測方法
采用SLM技術(shù)生成多激光阱的m × n激光聚焦陣列盔夜。利用多通道ccd攝像機(jī)同時(shí)檢測捕獲的m × n個(gè)單個(gè)粒子的拉曼信號负饲。雖然單個(gè)拉曼光譜可以沿著CCD相機(jī)的垂直像素進(jìn)行分辨，但在水平像素方向(沿光譜儀的色散方向)上喂链，光譜有明顯的重疊返十。為了解決這一問題，可使用一個(gè)快門裝置來調(diào)制模式拉曼信號椭微。
圖1
該檢測方案將能夠獲得不同組合的疊加拉曼光譜洞坑，然后對其進(jìn)行分解，并允許在數(shù)據(jù)處理和分析后提取每個(gè)焦點(diǎn)的單個(gè)拉曼光譜蝇率。新的并行采集技術(shù)大大提高了共聚焦拉曼顯微鏡的成像速度迟杂。如圖1所示，SLM 通過調(diào)制單個(gè)激光束的相位來產(chǎn)生多個(gè)激光焦點(diǎn)本慕。785 nm的高功率二極管激光器作為激光源排拷。高NA物鏡60×用相位調(diào)制激光束在樣品平面上產(chǎn)生m × n激光聚焦陣列。6個(gè)微粒被3 × 2激光聚焦陣列捕獲锅尘。捕獲粒子的拉曼散射信號通過二向色鏡從激光中分離出來监氢，經(jīng)過透鏡和多縫陣列后，直接進(jìn)入光譜儀藤违。
圖2
采用1340 × 100像素的多通道CCD 對所有捕獲粒子的拉曼光譜進(jìn)行檢測浪腐。圖2為CCD相機(jī)捕獲的拉曼信號。通過調(diào)節(jié)兩排激光聚焦陣列之間的間隔距離顿乒，可以很好地分離兩排拉曼信號议街，沒有串?dāng)_。然而淆游，每一行有三個(gè)拉曼信號顯示了重疊和疊加傍睹，這是不可避免的隔盛。為了分解每一行疊加的光譜并檢索單個(gè)光譜，可使用調(diào)制多焦檢測技術(shù)進(jìn)行光譜采集和重建拾稳。
圖3
調(diào)制多焦檢測的第一種方法是激勵(lì)多焦陣列的調(diào)制吮炕，如照明調(diào)制。一條線上使用三個(gè)激光焦點(diǎn)(圖3(a))捕獲兩個(gè)3 μm聚苯乙烯珠(圖3(b))访得。當(dāng)三個(gè)激光聚焦都處于“開”狀態(tài)時(shí)龙亲，測得的拉曼信號是被困在兩個(gè)側(cè)面聚焦和來自中心激光聚焦的一個(gè)背景中的兩個(gè)微珠的重疊拉曼光。通過用Matlab代碼對SLM進(jìn)行編程悍抑，生成如圖3(c1)-(c3)所示的三種多焦模式鳄炉，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制多焦檢測。在每個(gè)模式中搜骡，一個(gè)激光焦點(diǎn)是關(guān)閉的拂盯，而其他兩個(gè)激光焦點(diǎn)是“打開”的。捕獲每個(gè)多焦模式對應(yīng)的拉曼光譜Ii (i = 1,2,3)记靡，如圖3(d1)-(d3)所示谈竿。從疊加拉曼光譜Ii中可提取單個(gè)拉曼光譜Rj (j = 1,2,3)，如2(R1) = I1 + I2 - I3, 2(R2) = I1 + I3 - I2, 2(R3) = I2 + I3 - I1摸吠。計(jì)算結(jié)果如圖3(e1)-(e3)所示空凸。由于獲得了三種調(diào)制的多焦模式，每個(gè)激光聚焦的拉曼信號被采集了兩次寸痢。因此每個(gè)焦點(diǎn)的最終計(jì)算譜顯示了累積的總結(jié)果呀洲。通過對比圖3(e)和圖3(d)可以看到最終拉曼強(qiáng)度的增加。
圖4
調(diào)制多焦探測的另一種方法是在保持激光聚焦陣列不變的情況下對發(fā)射的拉曼信號陣列進(jìn)行調(diào)制啼止，即探測調(diào)制道逗。SLM產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的激光聚焦陣列，用于連續(xù)捕獲和拉曼激發(fā)族壳。在拉曼光傳播路徑上放置兩個(gè)透鏡憔辫，如圖4所示，在焦平面上形成拉曼信號陣列仿荆。在目前的設(shè)計(jì)中，拉曼信號的調(diào)制是通過定制設(shè)計(jì)的掩模來實(shí)現(xiàn)的坏平。掩模圖案安裝在一個(gè)電動(dòng)濾光輪上拢操，并放置在兩個(gè)透鏡的焦平面上。使用自定義編寫的MatLab程序同步切換濾光輪位置以改變掩模模式和CCD相機(jī)采集拉曼圖像舶替。
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