CN111650180B - 一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像*** - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，包括：激发源模块，用于发射目标波长的激光光束，并照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号；信号收集模块，用于滤除瑞利散射光信号、收集拉曼散射光信号；空间编码模块，用于将拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号；光谱成像模块，用于对一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并转化为拉曼散射电信号；***控制与数据处理模块，用于控制发射目标波长的激光光束、对收集的拉曼散射光信号进行空间编码、采集拉曼散射电信号，对拉曼散射电信号进行图谱重建得到拉曼图像和拉曼光谱。通过***控制与数据处理模块实现拉曼光谱和拉曼图像的同时采集。
Description
技术领域
本发明属于拉曼光谱成像领域，具体涉及一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***。
背景技术
拉曼光谱成像技术是基于拉曼散射效应提供分子指纹信息的检测技术。拉曼光谱成像技术具有高化学特异性、无损特性以及对水敏感度低等优点。近年来，拉曼光谱成像技术在生物医学、药物化学等领域应用越来越普遍。
目前，拉曼光谱成像技术主要支持点扫描、线扫描和宽场成像等几种工作方式。其中，点扫描方式因具有光谱分辨率高、光谱范围宽以及共焦等特性而使用场景广泛，但是点扫描非常耗时，往往需要几个小时才能扫描完成一个小区域，且激光功率不能过高否则会造成样本损失；线扫描比点扫描快300-600倍，但由于实际采集时受到自动对焦的限制并未广泛使用。宽场成像方式中激发光被扩展以直接照射样品的整个目标区域，然后一次完成采集拉曼图像进行分析，与点扫描和线扫描拉曼成像技术相比，该方法可以显著加快成像速度，且由于激光分布在整个样品区域可以减少高激光功率对样品的破坏，宽场成像有多种实现方式。Li，Haibo等提出了一种基于可调谐激光器的拉曼光谱成像技术[Li，Haibo，etal.“A practical wide-field Raman imaging method with high spectral andspatial resolution.”Review of Scientific Instruments 2018，89(8):083103]。该技术通过窄带透射滤光片调谐激发激光器的波长来实现成像和多通道光谱之间的切换模式，采集时间短。但由于滤波器的带宽固定不能有效地调节难以达到最佳检测条件。
等利用光纤束将二维空间图像压缩为一维线性阵列进行拉曼光谱成像，通过使用在收集端以光纤束和在检测端以线性阵列布置的一束纤维来收集拉曼图像(
Elmar，etal.“Ultrafast imaging Raman spectroscopy of large-area samples withoutstepwise scanning.”J.Sens.Sens.Syst 5.2(2016):261-271.)。该方案成像时间短但由于受到光纤束的芯径限制空间分辨率不够高。
现有的拉曼光谱成像技术很难将空间分辨率和光谱分辨率在成像时间上达到统一，即无法实现拉曼光谱和拉曼图像的同时采集。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，包括：
激发源模块，用于发射目标波长的激光光束，并将所述激光光束照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号；
信号收集模块，用于接收所述样本上激发出的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，并滤除所述瑞利散射光信号、收集所述拉曼散射光信号；
空间编码模块，用于将所述信号收集模块收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号；
光谱成像模块，用于接收所述一维阵列拉曼散射光信号并对所述一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理，将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号；
***控制与数据处理模块，用于控制所述激发源模块发射目标波长的所述激光光束、控制所述空间编码模块对收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码、控制所述光谱成像模块将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号，对所述拉曼散射电信号进行图谱重建得到拉曼图像和拉曼光谱。
在本发明的一个实施例中，所述激发源模块包括激光器和光束质量优化模块，所述激光器和所述光束质量优化模块沿所述激光器发射的高斯光束的光路设置，其中，
所述激光器，用于发射所述高斯光束；
所述光束质量优化模块，用于接收所述激光器发射的所述高斯光束，并对所述高斯光束进行准直和扩束得到激光光束。
在本发明的一个实施例中，所述激光器发射的所述高斯光束的波长范围为532nm～1064nm。
在本发明的一个实施例中，所述信号收集模块包括二向色镜、第一会聚透镜、第二会聚透镜和陷波滤光片，所述二向色镜和所述第一会聚透镜沿所述光束质量优化模块发射的所述激光光束的光路依次设置，所述第二会聚透镜和所述陷波滤光片沿所述二向色镜的反射光路依次设置，其中，
所述二向色镜，用于接收所述激发源模块发射的所述激光光束，并使波长小于或者等于所述高斯光束的所述激光光束通过；
所述第一会聚透镜，用于会聚透过所述二向色镜的所述激光光束并照射到所述样本上以激发出所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号从所述样本上反射至所述第一会聚透镜，并透过所述第一会聚透镜照射到所述二向色镜上；
所述二向色镜，还用于将照射到所述二向色镜上的波长大于所述高斯光束的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号反射到所述第二会聚透镜上；
所述第二会聚透镜，用于会聚透过所述二向色镜反射到所述第二会聚透镜上的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，并照射到所述陷波滤光片上；
所述陷波滤光片，用于滤除照射到所述陷波滤光片上的所述瑞利散射光信号，并收集所述拉曼散射光信号。
在本发明的一个实施例中，所述空间编码模块包括空间光调制器和面转线模块，所述空间光调制器和所述面转线模块沿所述空间光调制器的出射光路依次设置，其中，
所述空间光调制器，用于将所述信号收集模块收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码；
所述面转线模块，用于将空间编码后的所述拉曼散射光信号聚焦为所述一维阵列拉曼散射光信号。
在本发明的一个实施例中，所述空间光调制器与所述样本处于共轭面位置。在本发明的一个实施例中，所述光谱成像模块包括狭缝、光栅和CCD探测器，所述狭缝、所述光栅和所述CCD探测器沿所述一维阵列拉曼散射光信号的光路依次设置，其中，
所述狭缝，用来使目标宽度的所述一维阵列拉曼散射光信号通过，并透射到所述光栅上；
所述光栅，用来将透射到所述光栅上的所述一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号照射到所述CCD探测器上；
所述CCD探测器，用于接收分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号，并将所述一维阵列拉曼散射光信号转换为拉曼散射电信号。
在本发明的一个实施例中，所述光栅的材料为平面玻璃或金属片。
在本发明的一个实施例中，所述CCD探测器为面阵CCD探测器。
在本发明的一个实施例中，所述CCD探测器的像素大于或者等于1024×1024。
本发明的有益效果：
针对目前无法同时实现拉曼光谱和拉曼图像采集的问题，本发明提出了一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其中，通过激发源模块和信号收集模块可收集拉曼散射光信号，通过空间编码模块和光谱成像模块，可将拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号，进而***控制与数据处理模块按照一定的解码规则对拉曼散射电信号进行图谱重建，从而实现拉曼光谱和拉曼图像的同时采集。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种空间编码模块和光谱成像模块的三维示意图；
图4是本发明实施例提供的一种信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像方法图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***的结构示意图。本发明实施例提供的一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，包括：
激发源模块1，用于发射目标波长的激光光束，并将激光光束照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号；
信号收集模块2，用于接收样本上激发出的瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，并滤除瑞利散射光信号、收集拉曼散射光信号；
空间编码模块3，用于将信号收集模块2收集的拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号；
光谱成像模块4，用于接收一维阵列拉曼散射光信号并对一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理，将分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号；
***控制与数据处理模块5，用于控制激发源模块1发射目标波长的激光光束、控制空间编码模块3对收集的拉曼散射光信号进行空间编码、控制光谱成像模块4将分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号，还用于对拉曼散射电信号进行图谱重建得到拉曼图像和拉曼光谱。
具体地，***控制与数据处理模块5可控制激发源模块1发射目标波长的激光光束，将激光光束照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，信号收集模块2可滤除瑞利散射光信号并收集拉曼散射光信号，进而***控制与数据处理模块5通过控制空间编码模块3对收集的拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号，并根据样本需求对空间分辨率进行调整，还可控制光谱成像模块4对一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并转化为拉曼散射电信号，进而对拉曼散射电信号进行图谱重建同时采集得到拉曼光谱和拉曼图像。
实施例二
参见图2和图3，图2是本发明实施例提供的另一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***的结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种空间编码模块和光谱成像模块的三维示意图。激发源模块1包括激光器11和光束质量优化模块12，激光器11和光束质量优化模块12沿激光器11发射的高斯光束的光路设置，其中，
激光器11，用于发射高斯光束；
光束质量优化模块12，用于接收激光器11发射的高斯光束，并对高斯光束进行准直和扩束得到激光光束。
进一步地，激光器11发射的高斯光束的波长范围为532nm～1064nm。
具体地，激光器11用于发射高功率、窄线宽和传输稳定的目标波长的高斯光束，高斯光束的波长范围为532nm～1064nm，线宽小于0.1nm，其型号例如可以为MGL-FN-532。光束质量优化模块12是拉曼光谱成像领域的常用技术，用来对激光器11发射的高斯光束进行准直和扩束。准直是将发散的高斯光束转换成平行的高斯光束；扩束是用来改变平行的高斯光束的直径和发散角。
信号收集模块2包括二向色镜21、第一会聚透镜22、第二会聚透镜23和陷波滤光片24，二向色镜21和第一会聚透镜22沿光束质量优化模块12发射的激光光束的光路依次设置，第二会聚透镜23和陷波滤光片24沿二向色镜21的反射光路依次设置，其中，
二向色镜21，用于接收激发源模块1发射的激光光束，并使波长小于或者等于高斯光束的激光光束通过；
第一会聚透镜22，用于会聚透过二向色镜21的激光光束并照射到样本上以激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，瑞利散射光信号和拉曼散射光信号从样本上反射至第一会聚透镜22，并透过第一会聚透镜22照射到二向色镜21上；
二向色镜21，还用于将照射到二向色镜21上的波长大于高斯光束的瑞利散射光信号和拉曼散射光信号反射到第二会聚透镜23上；
第二会聚透镜23，用于会聚透过二向色镜21反射到第二会聚透镜23上的瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，并照射到陷波滤光片24上；
陷波滤光片24，用于滤除照射到陷波滤光片24上的瑞利散射光信号，并收集拉曼散射光信号。
具体地，激光光束通过二向色镜21和第一会聚透镜22照射到样本上并激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，瑞利散射光信号和拉曼散射光信号由第一会聚透镜22照射到二向色镜21，并由二向色镜21反射到第二会聚透镜23，通过第二会聚透镜23照射到陷波滤光片24，由陷波滤光片24滤除瑞利散射光信号、收集拉曼散射光信号。进一步地，激光光束照射到二向色镜21上，仅允许波长小于或者等于激光器11发射的高斯光束的激光光束通过，波长大于激光器11发射的高斯光束的激光光束将被二向色镜21反射；透过第一会聚透镜22或第二会聚透镜23的瑞利散射光信号和拉曼散射光信号的尺寸需要比会聚透镜的入瞳尺寸小，第一会聚透镜22和第二会聚透镜23均具有大视野低数值孔径(NA)的功能，例如，NA值为0.05，视野大于500μm，第一会聚透镜22和第二会聚透镜23构成4f透镜***，4f透镜***是线性光学信息处理***；陷波滤光片24的阻带中心波长为激光器11发射的高斯光束的波长，其收集的拉曼散射光信号的波长范围由激光器11发射的高斯光束决定，例如，当激光器11发射的高斯光束的波长为532nm，陷波滤光片24将阻止波长为532nm的拉曼散射光信号通过。空间编码模块3包括空间光调制器31和面转线模块32，空间光调制器31和面转线模块32沿空间光调制器31的出射光路依次设置，其中，
空间光调制器31，用于将信号收集模块2收集的拉曼散射光信号进行空间编码；
面转线模块32，用于将空间编码后的拉曼散射光信号聚焦为一维阵列拉曼散射光信号。
进一步地，空间光调制器31与样本处于共轭面位置。
具体地，空间光调制器31对陷波滤光片24收集的拉曼散射光信号进行空间编码，即通过一定的编码方式对入射光束进行相位和幅值的调节；面转线模块32将空间编码后的拉曼散射光信号(面光)进行聚焦转化为一维阵列拉曼散射光信号(线光)，一维阵列拉曼散射光信号的宽度与狭缝41的宽度相同。同时，空间光调制器31与样本需要处于共轭面位置，即空间光调制器31与样本具有一对一映射关系，根据光路可逆原理，空间光调制器31与样本的位置互换后，样本激发出的瑞利散射光信号和拉曼散射光信号到空间光调制器31的光路不变。空间光调制器31例如为数字微镜阵列，数字微镜阵列通过哈达玛编码偏转对应状态“1”的微镜使光束出射到面转线模块32；面转线模块32可以为圆柱透镜或面转线光纤，其透射波长范围根据信号收集模块2收集的拉曼散射光信号的波长设定，例如当信号收集模块2收集的拉曼散射光信号的波长范围为532nm～660nm，则面转线模块32可透射光信号的波长范围为300nm～700nm。
面转线模块32的型号例如可以为LJ1821L1-A。
光谱成像模块4包括狭缝41、光栅42和CCD探测器43，狭缝41、光栅42和CCD探测器43沿一维阵列拉曼散射光信号的光路依次设置，其中，
狭缝41，用来使目标宽度的一维阵列拉曼散射光信号通过，并透射到光栅42上；
光栅42，用来将透射到光栅42上的一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并将分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号照射到CCD探测器43上；
CCD探测器43，用于接收分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号，并将一维阵列拉曼散射光信号转换为拉曼散射电信号。
进一步地，光栅42的材料为平面玻璃或金属片。
进一步地，CCD探测器43为面阵CCD探测器。
进一步地，CCD探测器43的像素大于或者等于1024×1024。
具体地，一维阵列拉曼散射光信号的宽度和长度与狭缝41相同，可通过狭缝41透射到光栅42的不同位置上，光栅42可对其进行分光处理后照射到CCD探测器43上，CCD探测器43可使分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号转换为拉曼散射电信号。
进一步地，狭缝41是一条宽度可调、狭窄细长的缝孔光学元件，最大宽度为2mm；光栅42也称为衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，为一块刻有大量平行等宽、等距狭缝的平面玻璃或金属片；CCD探测器43为面阵CCD探测器，是一种硅基多通道阵列探测器，像素大于且等于1024×1024，可探测宽光谱范围，适用于检测拉曼信号，其型号例如可以为C9100-24B。
采用本申请的空间编码方法获得分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号，需要对其进行解码，所以需要变换空间编码模块3的编码模式，变换的次数不少于分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号在CCD探测器43上占有的像素数量的20％；比如CCD探测器43的像素为1024×1024，那么分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号将占据1024个像素，所以空间编码模块3编码模式变换的次数不少于200次。
实施例三
在实施例一和实施例二的基础上，参见图4，图4是本发明实施例提供的一种信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像方法图。本发明实施例提供的一种基于空间光调制器的拉曼光谱成像方法，包括：
S1、通过控制计算机51控制激光器11发射目标波长的高斯光束，光束质量优化模块12接收高斯光束，并对高斯光束进行准直和扩束得到激光光束。
具体地，控制计算机51内置激光器控制软件，可控制激光器11发射高功率、窄线宽和传输稳定的目标波长的高斯光束，高斯光束的波长范围为532nm～1064nm，其型号例如可以为MGL-FN-532。
S2、激光光束照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，通过信号收集模块2滤除瑞利散射光信号、收集拉曼散射光信号。
具体地，激光光束通过二向色镜21和第一会聚透镜22照射到样本上并激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号，瑞利散射光信号和拉曼散射光信号由第一会聚透镜22照射到二向色镜21，并由二向色镜21反射到第二会聚透镜23，通过第二会聚透镜23照射到陷波滤光片24，由陷波滤光片24滤除瑞利散射光信号、收集拉曼散射光信号。同时，激光光束照射到二向色镜21上，仅允许波长小于或者等于激光器11发射的高斯光束的激光光束将通过，波长大于激光器11发射的高斯光束的激光光束将被二向色镜21反射。陷波滤光片24的阻带中心波长为532nm。
S3、通过控制计算机51控制空间编码模块3将信号收集模块2收集的拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号。
具体地，控制计算机51内置空间光调制器控制软件，可控制空间光调制器31对陷波滤光片24收集的拉曼散射光信号进行空间编码，即通过一定的编码方式对入射光束进行相位和幅值的调节，空间编码后的拉曼散射光信号经过面转线模块32聚焦为一维阵列拉曼散射光信号(线光)。空间光调制器31例如为数字微镜阵列，数字微镜阵列通过哈达玛编码偏转的对应状态为“1”的微镜使光束出射到面转线模块32。
S4、通过控制计算机51控制光谱成像模块4对一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并转化为拉曼散射电信号。
具体地，目标宽度的一维阵列拉曼散射光信号通过狭缝41照射到光栅42的不同位置，光栅42对通过狭缝41的一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理后照射到CCD探测器43上，控制计算机51内置CCD探测器控制软件，可控制CCD探测器43对自身的增益和时间进行设置，使分光处理后的一维阵列拉曼散射光信号转换为拉曼散射电信号。
进一步地，狭缝41是一条宽度可调、狭窄细长的缝孔光学元件，最大宽度为2mm；光栅42也称为衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，为一块刻有大量平行等宽、等距狭缝41的平面玻璃或金属片；CCD探测器43是一种硅基多通道阵列探测器，可探测宽光谱范围，适用于检测拉曼信号，其型号例如可以为C9100-24B。
S5、通过控制计算机51对采集的拉曼散射电信号进行图谱重建得到拉曼图像和拉曼光谱。
具体地，控制计算机51对采集的拉曼散射电信号进行去噪等预处理，然后利用内置的哈达玛算法对预处理的拉曼散射电信号进行图谱重建，使其恢复为原始二维拉曼图像，并获得原始拉曼光谱信息，将所得的原始拉曼光谱信息与数据库相比对，确定样品的具体化学成分及种类。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围；这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，包括：
激发源模块(1)，用于发射目标波长的激光光束，并将所述激光光束照射到样本上激发出瑞利散射光信号和拉曼散射光信号；
信号收集模块(2)，用于接收所述样本上激发出的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，并滤除所述瑞利散射光信号、收集所述拉曼散射光信号；
空间编码模块(3)，用于将所述信号收集模块(2)收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码并压缩为一维阵列拉曼散射光信号；
光谱成像模块(4)，用于接收所述一维阵列拉曼散射光信号并对所述一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理，将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号；
***控制与数据处理模块(5)，用于控制所述激发源模块(1)发射目标波长的所述激光光束、控制所述空间编码模块(3)对收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码、控制所述光谱成像模块(4)将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号转化为拉曼散射电信号，还用于对所述拉曼散射电信号进行图谱重建得到拉曼图像和拉曼光谱；
所述激发源模块(1)包括激光器(11)和光束质量优化模块(12)，所述激光器(11)和所述光束质量优化模块(12)沿所述激光器(11)发射的高斯光束的光路设置，其中，
所述激光器(11)，用于发射所述高斯光束；
所述光束质量优化模块(12)，用于接收所述激光器(11)发射的所述高斯光束，并对所述高斯光束进行准直和扩束得到激光光束；
所述信号收集模块(2)包括二向色镜(21)、第一会聚透镜(22)、第二会聚透镜(23)和陷波滤光片(24)，所述二向色镜(21)和所述第一会聚透镜(22)沿所述光束质量优化模块(12)发射的所述激光光束的光路依次设置，所述第二会聚透镜(23)和所述陷波滤光片(24)沿所述二向色镜(21)的反射光路依次设置，其中，
所述二向色镜(21)，用于接收所述激发源模块(1)发射的所述激光光束，并使波长小于或者等于所述高斯光束的所述激光光束通过；
所述第一会聚透镜(22)，用于会聚透过所述二向色镜(21)的所述激光光束并照射到所述样本上以激发出所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号从所述样本上反射至所述第一会聚透镜(22)，并透过所述第一会聚透镜(22)照射到所述二向色镜(21)上；
所述二向色镜(21)，还用于将照射到所述二向色镜(21)上的波长大于所述高斯光束的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号反射到所述第二会聚透镜(23)上；
所述第二会聚透镜(23)，用于会聚透过所述二向色镜(21)反射到所述第二会聚透镜(23)上的所述瑞利散射光信号和所述拉曼散射光信号，并照射到所述陷波滤光片(24)上；
所述陷波滤光片(24)，用于滤除照射到所述陷波滤光片(24)上的所述瑞利散射光信号，并收集所述拉曼散射光信号；
所述空间编码模块(3)包括空间光调制器(31)和面转线模块(32)，所述空间光调制器(31)和所述面转线模块(32)沿所述空间光调制器(31)的出射光路依次设置，其中，
所述空间光调制器(31)，用于将所述信号收集模块(2)收集的所述拉曼散射光信号进行空间编码；
所述面转线模块(32)，用于将空间编码后的所述拉曼散射光信号聚焦为所述一维阵列拉曼散射光信号；
所述光谱成像模块(4)包括狭缝(41)、光栅(42)和CCD探测器(43)，所述狭缝(41)、所述光栅(42)和所述CCD探测器(43)沿所述一维阵列拉曼散射光信号的光路依次设置，其中，
所述狭缝(41)，用来使目标宽度的所述一维阵列拉曼散射光信号通过，并透射到所述光栅(42)上；
所述光栅(42)，用来将透射到所述光栅(42)上的所述一维阵列拉曼散射光信号进行分光处理并将分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号照射到所述CCD探测器(43)上；
所述CCD探测器(43)，用于接收分光处理后的所述一维阵列拉曼散射光信号，并将所述一维阵列拉曼散射光信号转换为拉曼散射电信号。
2.根据权利要求1所述的基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，所述激光器(11)发射的所述高斯光束的波长范围为532nm～1064nm。
3.根据权利要求1所述的基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，所述空间光调制器(31)与所述样本处于共轭面位置。
4.根据权利要求1所述的基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，所述光栅(42)的材料为平面玻璃或金属片。
5.根据权利要求1所述的基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，所述CCD探测器(43)为面阵CCD探测器。
6.根据权利要求1所述的基于信号编码和空间压缩的拉曼光谱成像***，其特征在于，所述CCD探测器(43)的像素大于或者等于1024×1024。
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