本發(fā)明涉及顯微可見光譜儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有低成本、易擴(kuò)展、操作簡便、采樣面積小等優(yōu)勢的一種多功能微區(qū)可見光譜儀。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代信息技術(shù)、微納光學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科飛速發(fā)展的今天，對于器件微型化和片上集成化的要求越來越高,許多微納器件或生物樣本的尺寸已經(jīng)小至微米量級，傳統(tǒng)的顯微光譜儀已經(jīng)難以滿足微小采樣區(qū)域光譜測量的需求。

對于傳統(tǒng)顯微光譜儀而言，測量樣品的可見光譜時(shí)，需要將光束聚焦并準(zhǔn)直，使準(zhǔn)直后的平行光照射到樣品的待測區(qū)域，然后對透射光或反射光進(jìn)行光譜分析。對于尺寸在微米級的樣品，顯微光譜儀難以將光斑聚集到如此之小，使得沒有照射到樣品的無效光干擾了測量結(jié)果，造成誤差。另外，在測試過程中，由于樣品尺寸小，還會出現(xiàn)難以定位、雜散光影響等問題。

綜上，有必要提供一種成本低、操作簡便、且光路布置合理的多功能微區(qū)可見光譜儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種低成本、易擴(kuò)展、操作簡便、采樣面積小至微米量級且光路布置合理的可見光譜儀。

一種微區(qū)可見光譜儀，包括水平光路支架與豎直光路支架；以及放置于兩個(gè)光路支架上的透射輸出模塊、反射輸出模塊、顯微模塊、成像觀測模塊、光譜測量模塊、可調(diào)光闌和樣品三維調(diào)節(jié)臺；透射輸出模塊、反射輸出模塊和顯微模塊固定在豎直光路支架上，成像觀測模塊、可調(diào)光闌和光譜測量模塊固定在水平光路支架上；反射鏡(8)固定在水平光路支架與豎直光路支架的連通處；

透射輸出模塊包括第一光纖鹵素光源、第一傳輸光纖、第一光纖轉(zhuǎn)接件和第一準(zhǔn)直透鏡；其中，第一光纖鹵素光源與第一傳輸光纖相連；第一傳輸光纖另一端連接第一光纖轉(zhuǎn)接件；第一光纖轉(zhuǎn)接件出射端口放置于第一準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)處；第一光纖鹵素光源的出射光通過第一傳輸光纖，于第一光纖轉(zhuǎn)接件出射端口出射；并通過第一準(zhǔn)直透鏡形成平行光；

反射輸出模塊包括第一分光鏡、第二光纖鹵素光源、第二傳輸光纖、第二光纖轉(zhuǎn)接件和第二準(zhǔn)直透鏡；其中，第二光纖鹵素光源與第二傳輸光纖一端相連；第二傳輸光纖另一端連接第二光纖轉(zhuǎn)接件；第二光纖轉(zhuǎn)接件出射端口放置于第二準(zhǔn)直透鏡的焦點(diǎn)處；第二光纖鹵素光源出射光通過第二傳輸光纖，于第二光纖轉(zhuǎn)接件出射端口出射；并通過第二準(zhǔn)直透鏡形成平行光；第一分光鏡在豎直方向與透射輸出模塊同光軸，在水平方向與第二準(zhǔn)直透鏡同光軸；

顯微模塊包括顯微物鏡與第三準(zhǔn)直透鏡；其中，顯微物鏡與第三準(zhǔn)直透鏡光軸重合且焦點(diǎn)重合；顯微模塊中的顯微物鏡、第三準(zhǔn)直透鏡的光軸與透射輸出模塊中的光軸重合；顯微模塊置于第一準(zhǔn)直透鏡下方；顯微物鏡置于第一準(zhǔn)直透鏡下方，第二分光鏡上方；由第一準(zhǔn)直透鏡出射的平行光，經(jīng)過顯微物鏡擴(kuò)束，再通過第三準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，出射平行光；

反射鏡放置在豎直光路支架的最下方，與豎直光路支架成45度角，使豎直光路經(jīng)過反射鏡水平出射，入射至水平光路中；反射鏡在豎直方向與豎直光路支架同光軸，在水平方向與水平光路支架同光軸；

成像觀測模塊包括第二分光鏡與圖像傳感器；其中第二分光鏡與水平光路成45度角放置，使入射光在透射的同時(shí)，在水平面上的垂直方向出射至圖像傳感器；圖像傳感器接收出射光；

可調(diào)光闌放置在第二分光鏡后方，與第二分光鏡同光軸；并且可調(diào)光闌和圖像傳感器到第二分光鏡的距離相同，此時(shí)可調(diào)光闌和圖像傳感器與樣品平面共軛；通過調(diào)節(jié)可調(diào)光闌的大小控制光路中出射光束的孔徑；

光譜測量模塊包括聚焦透鏡、第三光纖轉(zhuǎn)接件、第三傳輸光纖、第三光纖光譜儀、第三光纖鹵素光源；其中聚焦透鏡放置在可調(diào)光闌后方，與可調(diào)光闌、第二分光鏡同光軸；第三光纖轉(zhuǎn)接件放置在聚焦透鏡后焦點(diǎn)處，使出射光會聚與第三光纖轉(zhuǎn)接件耦合；第三光纖鹵素光源或第三光纖光譜儀通過第三傳輸光纖與第三光纖轉(zhuǎn)接件通過光纖連接。

作為優(yōu)選，光路中包含一個(gè)樣品三維調(diào)節(jié)臺，用于調(diào)整樣品在光路中的位置；樣品三維調(diào)節(jié)臺具有一夾持支架，用于將樣品夾持或平放于所夾持的載玻片上，置入光路中；樣品放置于透射輸出模塊與顯微觀測模塊之間，且樣品有效通光區(qū)域中心在透射輸出模塊與顯微觀測模塊的光軸上。

進(jìn)一步的，所述的顯微目鏡，放大倍率過大會使光通量不足，放大倍率過小會使系統(tǒng)對樣品的采樣面積變大，綜合考慮二者的影響，顯微目鏡優(yōu)選采用放大倍率為20倍的顯微目鏡。

作為優(yōu)選，所述的可調(diào)光闌最小通光面積為0.1×0.1毫米。

作為優(yōu)選，所述的圖像傳感器連接至計(jì)算機(jī)，用于觀測樣品。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述微區(qū)可見光譜儀的透射光譜測量方法，其步驟如下：

將待測樣品放到樣品三維調(diào)節(jié)臺上，打開第一光纖鹵素光源，第一光纖鹵素光源發(fā)出的光通過第一準(zhǔn)直透鏡形成平行光出射；平行光經(jīng)過樣品后，通過顯微模塊并在反射鏡上發(fā)生反射進(jìn)入水平光路中，在第二分光鏡處，光束分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器，此時(shí)圖像傳感器上有樣品的像，調(diào)整樣品三維調(diào)節(jié)臺以改變樣品的空間位置，使樣品在圖像傳感器上成像居中并清晰，并在計(jì)算機(jī)上標(biāo)記樣品的成像區(qū)域；關(guān)閉第一光纖鹵素光源；

將樣品從樣品三維調(diào)節(jié)臺上取下，在樣品三維調(diào)節(jié)臺上放置一用于調(diào)試的反射鏡并保持鏡面朝下，將光纖光譜儀從第三傳輸光纖上拆下，將第三光纖鹵素光源通過第三傳輸光纖與第三光纖轉(zhuǎn)接件相連；打開第三光纖鹵素光源；此時(shí)第三光纖鹵素光源發(fā)出的光，通過聚焦透鏡準(zhǔn)直成為平行光，通過可調(diào)光闌和第二分光鏡，在反射鏡處反射進(jìn)入豎直光路，進(jìn)入顯微模塊并在樣品三維調(diào)節(jié)臺上用于調(diào)試的反射鏡處發(fā)生發(fā)射，沿原路返回，在反射回到第二分光鏡時(shí)，光被分為兩束，其中一束反射進(jìn)入圖像傳感器；此時(shí)在圖像傳感器上有可調(diào)光闌的像，使可調(diào)光闌的像被樣品像的標(biāo)記覆蓋，并標(biāo)記可調(diào)光闌的像的邊界；關(guān)閉第三光纖鹵素光源；

將樣品放回樣品三維調(diào)節(jié)臺，將第三光纖鹵素光源從第三傳輸光纖上拆下，將光纖光譜儀連在第三傳輸光纖上，打開第一光線鹵素光源，第一光纖鹵素光源發(fā)出的光通過第一傳輸光纖，由第一準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過樣品后，進(jìn)入顯微模塊，于反射鏡處反射進(jìn)入水平光路，在第二分光鏡處光束分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器，一束透射通過可調(diào)光闌被聚焦透鏡會聚，與第三光纖轉(zhuǎn)接件耦合，通過第三傳輸光纖進(jìn)入光纖光譜儀；通過圖像傳感器觀察樣品，調(diào)節(jié)樣品三維調(diào)節(jié)臺使樣品的像居中，并能夠覆蓋可調(diào)光闌的像的標(biāo)記；

先關(guān)閉第一光纖鹵素光源，通過光纖光譜儀測量暗光譜，即光源不發(fā)光時(shí)得到的環(huán)境光光譜；再打開第一光纖鹵素光源，得到樣品透射光譜；移開樣品得到明光譜，即光源本身的發(fā)光光譜；將透射光譜和明光譜分別與暗光譜做差，再將兩個(gè)者相比，得到樣品的透射率；關(guān)閉第一光纖鹵素光源。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述微區(qū)可見光譜儀的反射光譜測量方法，其步驟如下：

將待測樣品放到樣品三維調(diào)節(jié)臺上，打開第二光纖鹵素光源，第二光纖鹵素光源發(fā)出的光通過第二傳輸光纖，由第二準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過第一分光鏡向上反射，通過顯微物鏡后光在樣品表面發(fā)生反射，重新經(jīng)過顯微物鏡，并在第一分光鏡處透射向下，經(jīng)過第三準(zhǔn)直透鏡后在反射鏡的表面反射進(jìn)入水平光路；光在第二分光鏡處分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器此時(shí)圖像傳感器上有樣品的像，調(diào)整樣品三維調(diào)節(jié)臺以改變樣品的空間位置，使樣品在圖像傳感器上成像居中并清晰，并在計(jì)算機(jī)上標(biāo)記樣品的成像區(qū)域；關(guān)閉第二光纖鹵素光源；

在樣品三維調(diào)節(jié)臺上放置一用于調(diào)試的反射鏡并保持鏡面朝下，將光纖光譜儀從第三傳輸光纖上拆下，將第三光纖鹵素光源通過第三傳輸光纖與第三光纖轉(zhuǎn)接件相連；此時(shí)第三光纖鹵素光源發(fā)出的光，通過聚焦透鏡準(zhǔn)直成為平行光，通過可調(diào)光闌和第二分光鏡，在反射鏡處反射進(jìn)入豎直光路，進(jìn)入顯微模塊并在樣品三維調(diào)節(jié)臺上用于調(diào)試的反射鏡處發(fā)生發(fā)射，沿原路返回，在反射回到第二分光鏡時(shí)，光被分為兩束，其中一束反射進(jìn)入圖像傳感器；此時(shí)在圖像傳感器上有可調(diào)光闌的像，使可調(diào)光闌的像被樣品像的標(biāo)記覆蓋，并標(biāo)記可調(diào)光闌的像的邊界；關(guān)閉第三光纖鹵素光源；

將樣品放回樣品三維調(diào)節(jié)臺，將第三光纖鹵素光源從第三傳輸光纖上拆下，將光纖光譜儀連在第三傳輸光纖上，打開第二光纖鹵素光源，第二光纖鹵素光源發(fā)出的光通過第二傳輸光纖，由第二準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過第一分光鏡向上反射，在樣品表面發(fā)生反射，并在第一分光鏡處透射向下，經(jīng)過顯微模塊后在反射鏡的表面反射進(jìn)入水平光路；光在第二分光鏡處分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器，一束透射通過可調(diào)光闌被聚焦透鏡會聚，與第三光纖轉(zhuǎn)接件耦合，進(jìn)入光纖光譜儀；此時(shí)圖像傳感器能夠接收到樣品的像，此時(shí)圖像傳感器與可調(diào)光闌的位置均與樣品平面共軛，調(diào)整樣品的位置，使其在像清晰的情況下，覆蓋住標(biāo)記的可調(diào)光闌的像；

先關(guān)閉第二光纖鹵素光源，通過光纖光譜儀測量暗光譜，即光源不發(fā)光時(shí)得到的環(huán)境光光譜；再打開第二光纖鹵素光源，得到樣品反射光譜；移開樣品得到明光譜，即光源本身的發(fā)光光譜；將反射光譜和明光譜分別與暗光譜做差，再將兩者相比，便能得到樣品的反射率；關(guān)閉第二光纖鹵素光源。

從上述方案可以看出，本發(fā)明能夠同時(shí)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1)在無需改變光路的前提下，能夠測量樣品的透射光譜和反射光譜，切換方便簡單；

2)在顯微模塊、圖像傳感器ccd和樣品三維調(diào)節(jié)架的幫助下，能夠?qū)崿F(xiàn)對樣品的快速定位，操作方便簡單；

3)所有光學(xué)元件均放置在豎直光路支架和水平光路支架上，方便調(diào)整光路同軸；

4)光源和光譜儀均由光纖外接，能夠根據(jù)測量需要，隨時(shí)更換，擴(kuò)展方便；

5)通過調(diào)節(jié)光闌大小，能夠適應(yīng)各種尺寸樣品的透射/反射光譜測量，在使用放大倍率為20倍的顯微物鏡時(shí)，最小采樣面積能夠達(dá)到5微米×5微米。

附圖說明

圖1是微區(qū)可見光譜儀結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是微區(qū)可見光譜儀水平光路結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3是測量前調(diào)試光闌時(shí)的光譜儀光路原理圖；其中a)為光譜儀主視圖光路原理圖，b)為光譜儀水平光路俯視圖原理圖；

圖4是測量樣品透射光譜時(shí)的光譜儀光路原理圖；其中a)為光譜儀主視圖光路原理圖，b)為光譜儀水平光路俯視圖原理圖；

圖5是測量樣品反射光譜時(shí)的光譜儀光路原理圖；其中a)為光譜儀主視圖光路原理圖，b)為光譜儀水平光路俯視圖原理圖；

圖6是自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(紫色)及其反射光譜測量結(jié)果圖；其中a)為自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(紫色)的掃描電子顯微鏡局部圖像；b)為該濾波器的光學(xué)顯微鏡局部圖像，其顏色為紫色；c)為采用上述微區(qū)可見光譜儀對該濾波器進(jìn)行反射光譜測量得到的結(jié)果；

圖7是自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(藍(lán)色)及其透射光譜測量結(jié)果圖；其中a)為自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(藍(lán)色)的掃描電子顯微鏡局部圖像；b)為該濾波器的光學(xué)顯微鏡局部圖像，其顏色為藍(lán)色；c)為采用上述微區(qū)可見光譜儀對該濾波器進(jìn)行透射光譜測量得到的結(jié)果。

圖1至圖5中：1-第一光纖轉(zhuǎn)接件；2-第一準(zhǔn)直透鏡；3-顯微物鏡；4-第一分光鏡；5-第二準(zhǔn)直透鏡；6-第二光纖轉(zhuǎn)接件；7-第三準(zhǔn)直透鏡；8-反射鏡；9-第二分光鏡；10-圖像傳感器；11-可調(diào)光闌；12-聚焦透鏡；13-第三光纖轉(zhuǎn)接件；14-第一傳輸光纖；15-第一光纖鹵素光源；16-第二傳輸光纖；17-第二光纖鹵素光源；18-第三傳輸光纖；19-光纖光譜儀；20-樣品三維調(diào)節(jié)臺；21-第三光纖鹵素光源。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明提供的多功能微區(qū)可見光譜儀的結(jié)構(gòu)主視圖，圖2為水平光路的結(jié)構(gòu)俯視圖。該多功能微區(qū)可見光譜儀包括兩個(gè)光路支架：水平光路支架與豎直光路支架；以及放置于兩個(gè)光路支架上的透射輸出模塊、反射輸出模塊、顯微模塊、成像觀測模塊、光譜測量模塊、可調(diào)光闌和樣品三維調(diào)節(jié)臺；透射輸出模塊、反射輸出模塊和顯微模塊固定在豎直光路支架上，成像觀測模塊、可調(diào)光闌11和光譜測量模塊固定在水平光路支架上；反射鏡8固定在水平光路支架與豎直光路支架的連通處。

其中，透射輸出模塊、顯微模塊與反射輸出模塊固定于豎直光路支架上。

透射輸出模塊包括第一光纖鹵素光源15、第一傳輸光纖14、第一光纖轉(zhuǎn)接件1和第一準(zhǔn)直透鏡2；其中，第一光纖鹵素光源15與第一傳輸光纖14相連；第一傳輸光纖14另一端連接第一光纖轉(zhuǎn)接件1；第一光纖轉(zhuǎn)接件1出射端口放置于第一準(zhǔn)直透鏡2的焦點(diǎn)處；第一光纖鹵素光源15的出射光通過第一傳輸光纖14，于第一光纖轉(zhuǎn)接件1出射端口出射；并通過第一準(zhǔn)直透鏡2形成平行光。

反射輸出模塊包括第一分光鏡4、第二光纖鹵素光源17、第二傳輸光纖16、第二光纖轉(zhuǎn)接件6和第二準(zhǔn)直透鏡5；其中，第二光纖鹵素光源17與第二傳輸光纖16一端相連；第二傳輸光纖16另一端連接第二光纖轉(zhuǎn)接件6；第二光纖轉(zhuǎn)接件6出射端口放置于第二準(zhǔn)直透鏡5的焦點(diǎn)處；第二光纖鹵素光源17出射光通過第二傳輸光纖16，于第二光纖轉(zhuǎn)接件6出射端口出射；并通過第二準(zhǔn)直透鏡5形成平行光；第一分光鏡4在豎直方向與透射輸出模塊同光軸，在水平方向與第二準(zhǔn)直透鏡5同光軸。

顯微模塊包括顯微物鏡3與第三準(zhǔn)直透鏡7；其中，顯微物鏡3與第三準(zhǔn)直透鏡7光軸重合且焦點(diǎn)重合，顯微物鏡3的放大倍率為20倍；顯微模塊中的顯微物鏡3、第三準(zhǔn)直透鏡7的光軸與透射輸出模塊中的光軸重合；顯微模塊置于第一準(zhǔn)直透鏡2下方；顯微物鏡3置于第一準(zhǔn)直透鏡2下方，第二分光鏡4上方；由第一準(zhǔn)直透鏡2出射的平行光，經(jīng)過顯微物鏡3擴(kuò)束，再通過第三準(zhǔn)直透鏡7準(zhǔn)直，出射平行光。

反射鏡8放置在豎直光路支架的最下方，與豎直光路支架成45度角，使豎直光路經(jīng)過反射鏡8水平出射，入射至水平光路中。反射鏡8在豎直方向與豎直光路支架同光軸，在水平方向與水平光路支架同光軸。

成像觀測模塊、可調(diào)光闌11、光譜測量模塊固定于水平光路支架上。

成像觀測模塊包括第二分光鏡9與圖像傳感器10；其中第二分光鏡9與水平光路成45度角放置，使入射光在透射的同時(shí)，在水平面上的垂直方向出射至圖像傳感器10；圖像傳感器10接收出射光，連接計(jì)算機(jī)通過軟件觀測樣品。

可調(diào)光闌11放置在第二分光鏡9后方，與第二分光鏡9同光軸；并且可調(diào)光闌11和圖像傳感器10到第二分光鏡9的距離相同，此時(shí)可調(diào)光闌11和圖像傳感器10與樣品平面共軛；通過調(diào)節(jié)可調(diào)光闌11的大小，能夠控制光路中出射光束的孔徑，使可調(diào)光闌11擋住沒有通過樣品有效采樣區(qū)域的光；可調(diào)光闌11最小通光面積為0.1×0.1毫米，使用放大倍率為20倍的顯微物鏡時(shí)，可以使對樣品的有效采樣面積小至5微米×5微米。

光譜測量模塊包括聚焦透鏡12、第三光纖轉(zhuǎn)接件13、第三傳輸光纖18、第三光纖光譜儀19、第三光纖鹵素光源21；其中聚焦透鏡12放置在可調(diào)光闌11后方，與可調(diào)光闌11、第二分光鏡9同光軸；第三光纖轉(zhuǎn)接件放13置在聚焦透鏡12后焦點(diǎn)處，使出射光會聚與第三光纖轉(zhuǎn)接件13耦合；第三光纖鹵素光源21或第三光纖光譜儀19可以通過第三傳輸光纖18與第三光纖轉(zhuǎn)接件13連接。

在進(jìn)行測量光譜之前，應(yīng)先將各部件按照方案中的要求進(jìn)行連接與擺放，調(diào)整光路以使得光路同軸。其中對可調(diào)光闌11位置有著比較嚴(yán)格的要求，要求其位置與圖像傳感器10共軛。因此先進(jìn)行如下調(diào)試：

首先應(yīng)調(diào)整樣品三維調(diào)節(jié)臺20使樣品面與圖像傳感器10互成物象關(guān)系，即樣品面在圖像傳感器10上成像清晰，調(diào)試過程如下：如圖4，將待測樣品放到樣品三維調(diào)節(jié)臺20上，打開第一光纖鹵素光源15，第一光纖鹵素光源15發(fā)出的光通過第一準(zhǔn)直透鏡2形成平行光出射。平行光經(jīng)過樣品后，通過顯微模塊并在反射鏡8上發(fā)生反射進(jìn)入水平光路中，在第二分光鏡9處，光束分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器10，此時(shí)圖像傳感器10上應(yīng)有樣品的像，調(diào)整樣品三維調(diào)節(jié)臺20以改變樣品的空間位置，使樣品在圖像傳感器10上成像居中并清晰，并在計(jì)算機(jī)上標(biāo)記樣品的成像區(qū)域。關(guān)閉第一光纖鹵素光源15。

然后調(diào)整可調(diào)光闌11的位置，使可調(diào)光闌11所在的位置與樣品面共軛。調(diào)試過程如下：如圖3，圖3為測量前調(diào)試可調(diào)光闌11時(shí)的光譜儀光路原理圖，圖3左側(cè)為光譜儀主視原理圖，右側(cè)為水平光路的俯視原理圖。將樣品從樣品三維調(diào)節(jié)臺20上取下，在樣品三維調(diào)節(jié)臺20上放置一用于調(diào)試的反射鏡并保持鏡面朝下，將第三光纖鹵素光源21通過第三傳輸光纖18與第三光纖轉(zhuǎn)接件13相連，此時(shí)第三光纖鹵素光源21發(fā)出的光，通過聚焦透鏡12準(zhǔn)直成為平行光，通過可調(diào)光闌11和第二分光鏡9，在反射鏡8處反射進(jìn)入豎直光路，進(jìn)入顯微模塊并在樣品三維調(diào)節(jié)臺20上用于調(diào)試的反射鏡處發(fā)生發(fā)射，沿原路返回，在反射回到第二分光鏡9時(shí)，光被分為兩束，其中一束反射進(jìn)入圖像傳感器10。此時(shí)在圖像傳感器10上應(yīng)有可調(diào)光闌11的像，調(diào)整可調(diào)光闌11的前后位置，當(dāng)可調(diào)光闌11的像清晰時(shí)，可調(diào)光闌11和圖像傳感器10到第二分光鏡9的距離相同，可調(diào)光闌11的位置與圖像傳感器10的所在位置均與樣品所在的物面共軛。

此時(shí)可調(diào)光闌11的像，通過調(diào)整可調(diào)光闌11的孔徑大小，調(diào)整其像的大小，使可調(diào)光闌11的像被樣品像的標(biāo)記覆蓋，并標(biāo)記可調(diào)光闌11的像的邊界；關(guān)閉第三光纖鹵素光源21。

對于透射光譜的測量，如圖4，圖4是測量樣品透射光譜時(shí)的光譜儀光路原理圖。此時(shí)光纖光譜儀19連入光路，打開第一光線鹵素光源15，第一光纖鹵素光源15發(fā)出的光通過第一傳輸光纖14，由第一準(zhǔn)直透鏡2準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過樣品后，進(jìn)入顯微模塊，經(jīng)過顯微物鏡3與第三準(zhǔn)直透鏡7的放大后，于反射鏡8處反射進(jìn)入水平光路，在第二分光鏡9處光束分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器10，一束透射通過可調(diào)光闌11被聚焦透鏡12會聚，與第三光纖轉(zhuǎn)接件13耦合，通過第三傳輸光纖18進(jìn)入光纖光譜儀19。通過圖像傳感器10觀察樣品，調(diào)節(jié)樣品三維調(diào)節(jié)臺20使樣品像居中，并能夠覆蓋可調(diào)光闌11的像。此時(shí)雖然照射在樣品上的光直徑較大，光斑大于樣品的有效區(qū)域，但可調(diào)光闌11的像比樣品的像更小且被樣品像覆蓋。因?yàn)榭烧{(diào)光闌11與樣品面共軛的緣故，此時(shí)沒有通過樣品有效區(qū)域的光便不能通過光闌，被光闌遮擋住。沒有通過樣品有效區(qū)域的無效光線不能進(jìn)入光纖光譜儀19，不會對測量結(jié)果造成影響。此時(shí)光纖光譜儀19得到的光全部由樣品的有效區(qū)域透射而出。

調(diào)試好光路后，先關(guān)閉第一光纖鹵素光源15，通過光纖光譜儀19測量暗光譜，即光源不發(fā)光時(shí)得到的環(huán)境光光譜；再打開第一光纖鹵素光源15，得到樣品透射光譜；移開樣品得到明光譜，即光源本身的發(fā)光光譜；將透射光譜和明光譜分別與暗光譜做差，再將兩個(gè)者相比，得到樣品的透射率。

測量反射光譜時(shí)，同樣要先在測試前使樣品面與圖像傳感器10及可調(diào)光闌11為物像共軛關(guān)系，并標(biāo)記樣品的像與可調(diào)光闌11的像，其具體調(diào)試方法如下：

如圖5，將待測樣品放到樣品三維調(diào)節(jié)臺20上，打開第二光纖鹵素光源17，第二光纖鹵素光源17發(fā)出的光通過第二傳輸光纖16，由第二準(zhǔn)直透鏡5準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過第一分光鏡4向上反射，通過顯微物鏡3后光在樣品表面發(fā)生反射，重新經(jīng)過顯微物鏡3，并在第一分光鏡4處透射向下，經(jīng)過第三準(zhǔn)直透鏡7后在反射鏡8的表面反射進(jìn)入水平光路；光在第二分光鏡9處分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器10此時(shí)圖像傳感器10上有樣品的像，調(diào)整樣品三維調(diào)節(jié)臺20以改變樣品的空間位置，使樣品在圖像傳感器10上成像居中并清晰，并在計(jì)算機(jī)上標(biāo)記樣品的成像區(qū)域；關(guān)閉第二光纖鹵素光源17；

如圖3，在樣品三維調(diào)節(jié)臺上放置一用于調(diào)試的反射鏡并保持鏡面朝下，將光纖光譜儀19從第三傳輸光纖18上拆下，將第三光纖鹵素光源21通過第三傳輸光纖18與第三光纖轉(zhuǎn)接件13相連；此時(shí)第三光纖鹵素光源21發(fā)出的光，通過聚焦透鏡12準(zhǔn)直成為平行光，通過可調(diào)光闌11和第二分光鏡9，在反射鏡8處反射進(jìn)入豎直光路，進(jìn)入顯微模塊并在樣品三維調(diào)節(jié)臺20上用于調(diào)試的反射鏡處發(fā)生發(fā)射，沿原路返回，在反射回到第二分光鏡9時(shí)，光被分為兩束，其中一束反射進(jìn)入圖像傳感器10；此時(shí)在圖像傳感器10上有可調(diào)光闌11的像，使可調(diào)光闌11的像被樣品像的標(biāo)記覆蓋，并標(biāo)記可調(diào)光闌11的像的邊界；關(guān)閉第三光纖鹵素光源21。

對于反射光譜的測量，如圖5，圖5是測量樣品反射光譜時(shí)的光譜儀光路原理圖。此時(shí)光纖光譜儀19連入光路。打開第二光纖鹵素光源17，第二光纖鹵素光源17發(fā)出的光通過第二傳輸光纖16，由第二準(zhǔn)直透鏡5準(zhǔn)直成為平行光，經(jīng)過第一分光鏡4向上反射，通過顯微物鏡3后光在樣品表面發(fā)生反射，重新經(jīng)過顯微物鏡3，并在第一分光鏡4處透射向下，經(jīng)過第三準(zhǔn)直透鏡7后在反射鏡8的表面反射進(jìn)入水平光路。光在第二分光鏡9處分為兩束，一束反射進(jìn)入圖像傳感器10，一束透射通過可調(diào)光闌11被聚焦透鏡12會聚，與第三光纖轉(zhuǎn)接件13耦合，通過第三傳輸光纖18進(jìn)入光纖光譜儀19。此時(shí)圖像傳感器10能夠接收到樣品的像，圖像傳感器10與可調(diào)光闌11的位置均與樣品平面共軛，調(diào)整樣品的位置，使其在像清晰的情況下，覆蓋住之前標(biāo)記的可調(diào)光闌11的像。此時(shí)雖然照射在樣品上的光直徑較大，光斑大于樣品的有效區(qū)域，但可調(diào)光闌11的像比樣品的像更小且被樣品像覆蓋，因?yàn)榭烧{(diào)光闌11與樣品面共軛的緣故，此時(shí)沒有在樣品有效區(qū)域反射的光便不能通過光闌，被光闌遮擋住。沒有通過樣品有效區(qū)域的無效光線便不能進(jìn)入光纖光譜儀19，不會對測量結(jié)果造成影響。此時(shí)光纖光譜儀19得到的光全部由樣品的有效區(qū)域反射回來。

調(diào)試好后，先關(guān)閉第二光纖鹵素光源17，通過光纖光譜儀19測量暗光譜，即光源不發(fā)光時(shí)得到的環(huán)境光光譜；再打開第二光纖鹵素光源17，得到樣品反射光譜；移開樣品得到明光譜，即光源本身的發(fā)光光譜；將反射光譜和明光譜分別與暗光譜做差，再將兩者相比，便能得到樣品的反射率。

圖6是自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(紫色)及其反射光譜測量結(jié)果圖；其中a)為自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(紫色)的掃描電子顯微鏡局部圖像；b)為該濾波器的光學(xué)顯微鏡局部圖像，其顏色為紫色；c)為采用上述微區(qū)可見光譜儀對該濾波器進(jìn)行反射光譜測量得到的結(jié)果，與光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果相吻合。

圖7是自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(藍(lán)色)及其透射光譜測量結(jié)果圖；其中a)為自制亞波長微結(jié)構(gòu)顏色濾波器(藍(lán)色)的掃描電子顯微鏡局部圖像；b)為該濾波器的光學(xué)顯微鏡局部圖像，其顏色為藍(lán)色；c)為采用上述微區(qū)可見光譜儀對該濾波器進(jìn)行透射光譜測量得到的結(jié)果，與光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果相吻合。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。