CN106990090A - 用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，共聚焦拉曼光谱仪位于双尺度移动检测平台上方并获取放置在双尺度移动检测平台上被测样品的图像和光谱信息，计算终端接收样品图像信息并分析处理后输出控制信号至步进电机控制模块，步进电机控制模块驱动电机动作实现共聚焦拉曼光谱仪对被测样品的对焦；并公开了检测方法。计算终端根据光谱仪CCD传感器上获取到的图像生成可靠的步进电机控制信号，通过多次往复控制实现共聚焦拉曼光谱仪对被测样品的对焦，整个动态表面增强拉曼光谱测量中的连续对焦成功地解决了动态拉曼光谱的连续准确获取，同时，整个过程无需人工干预，完全自动，非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及拉曼光谱检测技术领域，特别涉及一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置及方法。
背景技术
动态表面增强拉曼光谱是在干态与湿态表面增强拉曼光谱的基础上发展而来的一种新型检测方法，具体步骤是将增强基底与被测物(两者均为液体)充分混合均匀，然后滴加在硅片上，在液滴干与湿之间的临界状态进行光谱测量。此过程获得的拉曼光谱具有优秀的稳定重现性和更好的信号强度，在物质检测方面明显优于传统方法，是一种应用前景大好的检测技术。但在检测实际操作中，仍然存在着问题。由于测量的时机是在干湿临界状态下，而混合溶液的蒸发导致了液面位置的变化，这就需要人工不断调节物镜或者样品位置。这种人工的介入使得动态光谱无法连续获取，限制了动态表面增强拉曼光谱检测的独特优势发挥，对应用该技术对物质进行准确检测上造成较为明显的干扰。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，保证动态拉曼光谱的连续准确获取。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，包括双尺度移动检测平台、共聚焦拉曼光谱仪、计算终端以及步进电机控制模块，所述的共聚焦拉曼光谱仪位于双尺度移动检测平台上方并获取放置在双尺度移动检测平台上被测样品的图像和光谱信息，计算终端接收样品图像信息并分析处理后输出控制信号至步进电机控制模块，步进电机控制模块驱动双尺度移动检测平台中的电机动作实现共聚焦拉曼光谱仪对被测样品的对焦。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：计算终端根据共聚焦拉曼光谱仪CCD传感器上获取到的图像生成可靠的步进电机控制信号，通过多次往复控制实现共聚焦拉曼光谱仪对被测样品的对焦，整个动态表面增强拉曼光谱测量中的连续对焦成功地解决了动态拉曼光谱的连续准确获取，同时，整个过程无需人工干预，完全自动，非常方便。
本发明的另一个首要目的在于提供一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的方法，保证动态拉曼光谱的连续准确获取。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于动态表面增强拉曼光谱检测方法，包括如下步骤：(A)共聚焦拉曼光谱仪的CCD传感器获取被测样品的图像并输出至计算终端；(B)计算终端根据图像的清晰度给出量化评估值J；(C)计算终端发出控制信号至步进电机控制模块，步进电机控制模块根据该控制信号驱动双尺度移动检测平台中的电机动作调节被测样品位置；重复步骤A和步骤B，获取新的清晰度的量化评估值J，根据清晰度的量化评估值J的变化不断调节被测样品位置直至清晰度的量化评估值J最大，完成对焦；(D)开启激光，完成光谱收集后断开激光；(E)重复步骤A～D直至单次动态表面增强拉曼光谱的检测完成。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：计算终端根据共聚焦拉曼光谱仪CCD传感器上获取到的图像生成可靠的步进电机控制信号，通过多次往复控制实现共聚焦拉曼光谱仪对被测样品的对焦，整个动态表面增强拉曼光谱测量中的连续对焦成功地解决了动态拉曼光谱的连续准确获取，同时，整个过程无需人工干预，完全自动，非常方便。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明双尺度移动检测平台的结构示意图；
图3是本发明步进电机控制模块的电路框图；
图4是本发明步进电机控制模块的电路图；
图5是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图5，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1，一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，包括双尺度移动检测平台10、共聚焦拉曼光谱仪20、计算终端30以及步进电机控制模块40，所述的共聚焦拉曼光谱仪20位于双尺度移动检测平台10上方并获取放置在双尺度移动检测平台10上被测样品的图像和光谱信息，这里先获取图像信息，然后通过一系列处理对焦后再获取光谱信息；计算终端30接收样品图像信息并分析处理后输出控制信号至步进电机控制模块40，步进电机控制模块40驱动双尺度移动检测平台10中的电机动作实现共聚焦拉曼光谱仪20对被测样品的对焦。计算终端30根据共聚焦拉曼光谱仪20的CCD传感器上获取到的图像生成可靠的步进电机控制信号，通过多次往复控制实现共聚焦拉曼光谱仪20对被测样品的对焦，整个动态表面增强拉曼光谱测量中的连续对焦成功地解决了动态拉曼光谱的连续准确获取，同时，整个过程无需人工干预，完全自动，非常方便。
参阅图2，双尺度移动检测平台10的结构有很多种，为了保证控制的精确性，本发明中采用步进电机进行控制，采用其他的位置调节装置也是可以的，只要保证能够精确、快速的调节被测样品的位置，使其能够快速对焦即可。本实施例中优选地，所述的双尺度移动检测平台10包括底座11、齿杆12以及固定在底座11上的第一步进电机13，齿杆12可沿底座11上下运动且齿杆12的齿与第一步进电机13上的齿盘131相啮合；齿杆12的顶端固定设置有下组件14，下组件14的上方设置有上组件15，盛放被测样品的硅片50放置在上组件15上，上、下组件15、14间设置有弹簧和第二步进电机16，上组件15在弹簧的弹力作用下向下运动，第二步进电机16的轴上安装有凸轮161且该凸轮161转动时可调节上、下组件15、14之间的间距。这里通过设置第一步进电机13及其上的齿盘131与齿杆12相配合，实现被测样品位置的快速调节；再通过第二步进电机16以及凸轮161，实现被测样品位置的精确调节；这样设置以后，保证焦距能够在很短的时间内完成调节且能调节的非常精确。凸轮161在180°内的升距越小，则调节起来越精确。
优选地，所述凸轮161在180°内的升距、齿杆12的齿距、第一步进电机13上齿盘131的齿距三者相等。这样调节起来很合理，第一步进电机13驱动齿杆12上下阶梯式位移，位移到合适位置后，再通过凸轮161进行微调，凸轮161的升距与齿杆12的齿距相等表示在凸轮161旋转180°的过程中，能够找到焦距最佳的位置。
底座的结构方式多样，本实施例中优选地，所述的底座11由自上向下设置的第一、二、三铝制横梁111、112、113以及自左向右设置的第一、二、三铝制竖梁114、115、116通过螺丝或螺栓固定而成；第一、三铝制横梁111、113以及第一、三铝制竖梁114、116围合呈方框状；第二铝制竖梁115的下端固定在第三铝制横梁113上，第二铝制竖梁115的上端固定设置有第一步进电机13；第二铝制横梁112的两端分别固定在第一、二铝制竖梁114、115上，第一、二铝制横梁111、112上分别开设有通孔供齿杆12通过；齿杆12的杆体上设置有用于限位的上卡件121和下卡件122，上、下卡件121、122分别位于第一铝制横梁111的通孔的上下两侧。通过三条铝制横梁和三条铝制竖梁制成的底座，结构简单、成本低、稳固性好，使用起来非常方便。上卡件121和下卡件122可以是焊接在齿杆12上的两根凸柱，由于第一、二铝制横梁111、112上开设的通孔略大于齿杆12的轮廓，能够保证齿杆12顺利的上下位移；当齿杆12向下位移至上卡件121与第一铝制横梁111的上表面相抵时，上卡件就会限制齿杆12继续向下位移；当齿杆12向上位移至下卡件122与第一铝制横梁111的下表面相抵时，下卡件就会限制齿杆12继续向上位移，如此，可以确保齿杆12在正常的范围内移动。
优选地，所述的上、下组件15、14均为方形板且上组件15的轮廓大于下组件14，下组件14上对称设置有四个圆孔，T型螺栓17自圆孔中穿过并固定在上组件15的下板面上，T型螺栓17的T型头和下组件14的下板面之间设置有压簧18；第二步进电机16固定在下组件14的上板面上。通过T型螺栓17和圆孔的配合，可以保证上组件15沿上下方向位移，不会发生偏斜。
参阅图3，优选地，所述的步进电机控制模块40包括主控单元41、光电隔离单元42、步进电机驱动单元43以及第一、二电源44、45；主控单元41用于接收计算终端30的信号并发出相应的电机控制信号，光电隔离单元42用于隔离主控单元41和步进电机驱动单元43之间的干扰，步进电机驱动单元43接收隔离后的电机控制信号并直接控制第一、二步进电机13、16的转向和转动角度，第一电源44用于给主控单元41和光电隔离单元42输入端供电，第二电源45用于给光电隔离单元42输出端和步进电机驱动单元43供电，这里的控制和驱动部分采用两个独立的第一电源44、第二电源45，可以隔离两部分电源的干扰。所述的主控单元41包括主控芯片、时钟电路以及通信电路，主控芯片为STM32系列芯片，主控芯片通过通信电路与计算终端30进行数据交换，时钟电路连接主控芯片；光电隔离单元42由光耦合器和三极管连接而成；步进电机驱动单元43包括环形分配器、细分电路以及功率放大器，环形分配器和细分电路的输出端均与功率放大器的输入端相连；所述的计算终端30为计算机或工控机或移动终端。前面所述的是步进电机控制模块40的原理框图，实际应用时，可以选择集成有多个单元的芯片来实现，图4所示的就是一种具体的实施方案，这里直接使用力川LC2054DA芯片，这个芯片为专业的步进电机驱动器，芯片内集成了光耦隔离单元42，使用起来非常的方便，降低电路的复杂度。
参阅图5，本发明中还公开了一种如前所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测装置的检测方法，包括如下步骤：(A)共聚焦拉曼光谱仪20的CCD传感器获取被测样品的图像并输出至计算终端30；(B)计算终端30根据图像的清晰度给出量化评估值J；(C)计算终端30发出控制信号至步进电机控制模块40，步进电机控制模块40根据该控制信号驱动双尺度移动检测平台10中的电机动作调节被测样品位置；重复步骤A和步骤B，获取新的清晰度的量化评估值J，根据清晰度的量化评估值J的变化不断调节被测样品位置直至清晰度的量化评估值J最大，完成对焦；(D)开启激光，完成光谱收集后断开激光；(E)重复步骤A～D直至单次动态表面增强拉曼光谱的检测完成，如在温度为20℃、湿度为60％的常规试验环境下，单次动态表面增强拉曼光谱的检测约需200s，液滴对焦需要在20s左右进行一次，即整个测量需要9次的对焦。通过上述步骤，可以很好地避免人工调焦的种种不足，为动态表面增强拉曼光谱的连续不间断获取提供了新的途径。
优选地，所述的步骤B中，清晰度的量化评估值J＝∑M∑NL4(x，y)，式中L4为四领域拉普拉斯算子，M、N为图像横向与纵向的像素点。通过该公式计算出来的清晰度量化评估值更具有参考性，其值越大，表示清晰度越好，清晰度越好，表示对焦效果好。
优选地，所述的双尺度移动检测平台10包括底座11、齿杆12以及固定在底座11上的第一步进电机13，齿杆12可沿底座11上下运动且齿杆12的齿与第一步进电机13上的齿盘131相啮合；齿杆12的顶端固定设置有下组件14，下组件14的上方设置有上组件15，盛放被测样品的硅片50放置在上组件15上，上、下组件15、14间设置有弹簧和第二步进电机16，上组件15在弹簧的弹力作用下向下运动，第二步进电机16的轴上安装有凸轮161且该凸轮161转动时可调节上、下组件15、14之间的间距；
所述的步骤C中，按如下步骤进行调节使得清晰度的量化评估值J最大：
(C1)控制第一步进电机13上下移动，对比清晰度的变化获得第一步进电机13的转动方向；若第一步进电机13正转时J变大，则第一步进电机13转动方向为正转，进入步骤C2；若第一步进电机13反转时J变大，则第一步进电机13转动方向为反转，进入步骤C2；若第一步进电机13正转时J变小且第一步进电机反转时J变小，则停止转动第一步进电机13，进入步骤C3；
(C2)确定第一步进电机13转动方向为正转或反转后，按照转动方向持续转动第一步进电机13，直至清晰度变化趋势相反时，停止转动第一步进电机13，进入步骤C3；
(C3)按照步骤C1和步骤C2的控制策略控制第二步进电机16，停止转动第二步进电机16时完成对焦。
上述调节过程中，不一定非要将清晰度的量化评估值J调至最大，只要这个值达到设定的阈值，表示已经完成对焦，就可以不用再继续进行调节了。另外，在单次动态表面增强拉曼光谱的检测，首次调节时，需要按照步骤C1-C3进行调节；获取一次光谱信息后再次进行对焦时，由于焦距变化不大，可以不用调节第一步进电机13，仅调节第二步进电机16即可，这样可以大幅缩短对焦时间。
Claims (10)
1.一种用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：包括双尺度移动检测平台(10)、共聚焦拉曼光谱仪(20)、计算终端(30)以及步进电机控制模块(40)，所述的共聚焦拉曼光谱仪(20)位于双尺度移动检测平台(10)上方并获取放置在双尺度移动检测平台(10)上被测样品的图像和光谱信息，计算终端(30)接收样品图像信息并分析处理后输出控制信号至步进电机控制模块(40)，步进电机控制模块(40)驱动双尺度移动检测平台(10)中的电机动作实现共聚焦拉曼光谱仪(20)对被测样品的对焦。
2.如权利要求1所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述的双尺度移动检测平台(10)包括底座(11)、齿杆(12)以及固定在底座(11)上的第一步进电机(13)，齿杆(12)可沿底座(11)上下运动且齿杆(12)的齿与第一步进电机(13)上的齿盘(131)相啮合；齿杆(12)的顶端固定设置有下组件(14)，下组件(14)的上方设置有上组件(15)，盛放被测样品的硅片(50)放置在上组件(15)上，上、下组件(15、14)间设置有弹簧和第二步进电机(16)，上组件(15)在弹簧的弹力作用下向下运动，第二步进电机(16)的轴上安装有凸轮(161)且该凸轮(161)转动时可调节上、下组件(15、14)之间的间距。
3.如权利要求2所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述凸轮(161)在180°内的升距、齿杆(12)的齿距、第一步进电机(13)上齿盘(131)的齿距三者相等。
4.如权利要求2所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述的底座(11)由自上向下设置的第一、二、三铝制横梁(111、112、113)以及自左向右设置的第一、二、三铝制竖梁(114、115、116)通过螺丝或螺栓固定而成；第一、三铝制横梁(111、113)以及第一、三铝制竖梁(114、116)围合呈方框状；第二铝制竖梁(115)的下端固定在第三铝制横梁(113)上，第二铝制竖梁(115)的上端固定设置有第一步进电机(13)；第二铝制横梁(112)的两端分别固定在第一、二铝制竖梁(114、115)上，第一、二铝制横梁(111、112)上分别开设有通孔供齿杆(12)通过；齿杆(12)的杆体上设置有用于限位的上卡件(121)和下卡件(122)，上、下卡件(121、122)分别位于第一铝制横梁(111)的通孔的上下两侧。
5.如权利要求2所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述的上、下组件(15、14)均为方形板且上组件(15)的轮廓大于下组件(14)，下组件(14)上对称设置有四个圆孔，T型螺栓(17)自圆孔中穿过并固定在上组件(15)的下板面上，T型螺栓(17)的T型头和下组件(14)的下板面之间设置有压簧(18)；第二步进电机(16)固定在下组件(14)的上板面上。
6.如权利要求2或3所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述的步进电机控制模块(40)包括主控单元(41)、光电隔离单元(42)、步进电机驱动单元(43)以及第一、二电源(44、45)；主控单元(41)用于接收计算终端(30)的信号并发出相应的电机控制信号，光电隔离单元(42)用于隔离主控单元(41)和步进电机驱动单元(43)之间的干扰，步进电机驱动单元(43)接收隔离后的电机控制信号并直接控制第一、二步进电机(13、16)的转向和转动角度，第一电源(44)用于给主控单元(41)和光电隔离单元(42)的输入端供电，第二电源(45)用于给光电隔离单元(42)的输出端和步进电机驱动单元(43)供电。
7.如权利要求6所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的装置，其特征在于：所述的主控单元(41)包括主控芯片、时钟电路以及通信电路，主控芯片为STM32系列芯片，主控芯片通过通信电路与计算终端(30)进行数据交换，时钟电路连接主控芯片；光电隔离单元(42)由光耦合器和三极管连接而成；步进电机驱动单元(43)包括环形分配器、细分电路以及功率放大器，环形分配器和细分电路的输出端均与功率放大器的输入端相连；所述的计算终端(30)为计算机或工控机或移动终端。
8.一种如权利要求1所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(A)共聚焦拉曼光谱仪(20)的CCD传感器获取被测样品的图像并输出至计算终端(30)；
(B)计算终端(30)根据图像的清晰度给出量化评估值J；
(C)计算终端(30)发出控制信号至步进电机控制模块(40)，步进电机控制模块(40)根据该控制信号驱动双尺度移动检测平台(10)中的电机动作调节被测样品位置；重复步骤A和步骤B，获取新的清晰度的量化评估值J，根据清晰度的量化评估值J的变化不断调节被测样品位置直至清晰度的量化评估值J最大，完成对焦；
(D)开启激光，完成光谱收集后断开激光；
(E)重复步骤A～D直至单次动态表面增强拉曼光谱的检测完成。
9.如权利要求8所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的方法，其特征在于：所述的步骤B中，清晰度的量化评估值J＝∑M∑NL4(x，y)，式中L4为四领域拉普拉斯算子，M、N为图像横向与纵向的像素点。
10.如权利要求8所述的用于动态表面增强拉曼光谱检测的方法，其特征在于：所述的双尺度移动检测平台(10)包括底座(11)、齿杆(12)以及固定在底座(11)上的第一步进电机(13)，齿杆(12)可沿底座(11)上下运动且齿杆(12)的齿与第一步进电机(13)上的齿盘(131)相啮合；齿杆(12)的顶端固定设置有下组件(14)，下组件(14)的上方设置有上组件(15)，盛放被测样品的硅片(50)放置在上组件(15)上，上、下组件(15、14)间设置有弹簧和第二步进电机(16)，上组件(15)在弹簧的弹力作用下向下运动，第二步进电机(16)的轴上安装有凸轮(161)且该凸轮(161)转动时可调节上、下组件(15、14)之间的间距；
所述的步骤C中，按如下步骤进行调节使得清晰度的量化评估值J最大：
(C1)控制第一步进电机(13)上下移动，对比清晰度的变化获得第一步进电机(13)的转动方向；
若第一步进电机(13)正转时J变大，则第一步进电机(13)转动方向为正转，进入步骤C2；
若第一步进电机(13)反转时J变大，则第一步进电机(13)转动方向为反转，进入步骤C2；
若第一步进电机(13)正转时J变小且第一步进电机反转时J变小，则停止转动第一步进电机(13)，进入步骤C3；
(C2)确定第一步进电机(13)转动方向为正转或反转后，按照转动方向持续转动第一步进电机(13)，直至清晰度变化趋势相反时，停止转动第一步进电机(13)，进入步骤C3；
(C3)按照步骤C1和步骤C2的控制策略控制第二步进电机(16)，停止转动第二步进电机(16)时完成对焦。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112683880A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 山东大学 | 一种基于拉曼光谱分析的矿物含量快速测定装置及方法 |
| CN112731830A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 天津大学 | 基于闭环控制的激光拉曼光谱仪光路自动化控制*** |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2662236Y (zh) * | 2003-12-23 | 2004-12-08 | 广东省农业科学院作物研究所 | 一种花生单粒种子漫反射光谱测定装置 |
| CN1580746A (zh) * | 2003-08-06 | 2005-02-16 | 北京航空航天大学 | 矩阵式生物芯片ccd扫描读取装置 |
| JP2005189634A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Nikon Corp | カメラの焦点検出装置 |
| JP2009025488A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | National Institute Of Information & Communication Technology | 顕微鏡及びその観測方法 |
| CN103399398A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-20 | 济南华天恒达科技有限公司 | 自动对焦显微镜 |
| CN203480123U (zh) * | 2013-07-30 | 2014-03-12 | 济南华天恒达科技有限公司 | 自动对焦显微镜 |
| CN103792686A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-05-14 | 欧普康视科技（合肥）有限公司 | 一种角膜接触镜综合检测仪及其聚焦评价算法 |
| CN104133288A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-11-05 | 广州博隆兴中信息科技有限公司 | 一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像装置与方法 |
| US20150205088A1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-23 | U&U Engineering Inc. | Bevel-axial auto-focusing microscopic system and method thereof |
| CN105181538A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-23 | 丹东百特仪器有限公司 | 带有扫描、拼接的动态颗粒图像粒度粒形分析仪及方法 |
-
2017
- 2017-04-12 CN CN201710237085.9A patent/CN106990090B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1580746A (zh) * | 2003-08-06 | 2005-02-16 | 北京航空航天大学 | 矩阵式生物芯片ccd扫描读取装置 |
| CN2662236Y (zh) * | 2003-12-23 | 2004-12-08 | 广东省农业科学院作物研究所 | 一种花生单粒种子漫反射光谱测定装置 |
| JP2005189634A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Nikon Corp | カメラの焦点検出装置 |
| JP2009025488A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | National Institute Of Information & Communication Technology | 顕微鏡及びその観測方法 |
| CN103399398A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-20 | 济南华天恒达科技有限公司 | 自动对焦显微镜 |
| CN203480123U (zh) * | 2013-07-30 | 2014-03-12 | 济南华天恒达科技有限公司 | 自动对焦显微镜 |
| US20150205088A1 (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-23 | U&U Engineering Inc. | Bevel-axial auto-focusing microscopic system and method thereof |
| CN103792686A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-05-14 | 欧普康视科技（合肥）有限公司 | 一种角膜接触镜综合检测仪及其聚焦评价算法 |
| CN104133288A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-11-05 | 广州博隆兴中信息科技有限公司 | 一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像装置与方法 |
| CN105181538A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-23 | 丹东百特仪器有限公司 | 带有扫描、拼接的动态颗粒图像粒度粒形分析仪及方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| KAI-CHIH HUANG ET AL: "3D SERS (surface enhanced Raman scattering) imaging of intracellular pathways", 《METHODS》 * |
| LIANGBAO YANG ET AL: "A dynamic surface enhanced Raman spectroscopy method for ultra-sensitive detection: from the wet state to the dry state", 《CHEM. SOC. REV》 * |
| 潘宣军: "微通道表面增强拉曼光谱仪精确扫描***设计", 《万方数据知识服务平台》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112731830A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 天津大学 | 基于闭环控制的激光拉曼光谱仪光路自动化控制*** |
| CN112683880A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 山东大学 | 一种基于拉曼光谱分析的矿物含量快速测定装置及方法 |
| CN112683880B (zh) * | 2020-12-28 | 2022-06-07 | 山东大学 | 一种基于拉曼光谱分析的矿物含量快速测定装置及方法 |
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