多拉曼光谱的平行检测已扩展到利用光谱仪CCD芯片的垂直和水平尺寸。它克服了一维检测的限制，从而大大提高了获取多个拉曼光谱的速度。关键组件包括一个SLM和一个快速快门装置，该装置从不同的多聚焦模式组合中收集拉曼光谱。
多聚焦拉曼光谱仪的调制多焦探测方法
采用SLM技术生成多激光阱的m × n激光聚焦阵列。利用多通道ccd摄像机同时检测捕获的m × n个单个粒子的拉曼信号。虽然单个拉曼光谱可以沿着CCD相机的垂直像素进行分辨，但在水平像素方向(沿光谱仪的色散方向)上，光谱有明显的重叠。为了解决这一问题，可使用一个快门装置来调制模式拉曼信号。
图1
该检测方案将能够获得不同组合的叠加拉曼光谱，然后对其进行分解，并允许在数据处理和分析后提取每个焦点的单个拉曼光谱。新的并行采集技术大大提高了共聚焦拉曼显微镜的成像速度。如图1所示，SLM 通过调制单个激光束的相位来产生多个激光焦点。785 nm的高功率二极管激光器作为激光源。高NA物镜60×用相位调制激光束在样品平面上产生m × n激光聚焦阵列。6个微粒被3 × 2激光聚焦阵列捕获。捕获粒子的拉曼散射信号通过二向色镜从激光中分离出来，经过透镜和多缝阵列后，直接进入光谱仪。
图2
采用1340 × 100像素的多通道CCD 对所有捕获粒子的拉曼光谱进行检测。图2为CCD相机捕获的拉曼信号。通过调节两排激光聚焦阵列之间的间隔距离，可以很好地分离两排拉曼信号，没有串扰。然而，每一行有三个拉曼信号显示了重叠和叠加，这是不可避免的。为了分解每一行叠加的光谱并检索单个光谱，可使用调制多焦检测技术进行光谱采集和重建。
图3
调制多焦检测的第一种方法是激励多焦阵列的调制，如照明调制。一条线上使用三个激光焦点(图3(a))捕获两个3 μm聚苯乙烯珠(图3(b))。当三个激光聚焦都处于“开”状态时，测得的拉曼信号是被困在两个侧面聚焦和来自中心激光聚焦的一个背景中的两个微珠的重叠拉曼光。通过用Matlab代码对SLM进行编程，生成如图3(c1)-(c3)所示的三种多焦模式，实现了调制多焦检测。在每个模式中，一个激光焦点是关闭的，而其他两个激光焦点是“打开”的。捕获每个多焦模式对应的拉曼光谱Ii (i = 1,2,3)，如图3(d1)-(d3)所示。从叠加拉曼光谱Ii中可提取单个拉曼光谱Rj (j = 1,2,3)，如2(R1) = I1 + I2 - I3, 2(R2) = I1 + I3 - I2, 2(R3) = I2 + I3 - I1。计算结果如图3(e1)-(e3)所示。由于获得了三种调制的多焦模式，每个激光聚焦的拉曼信号被采集了两次。因此每个焦点的最终计算谱显示了累积的总结果。通过对比图3(e)和图3(d)可以看到最终拉曼强度的增加。
图4
调制多焦探测的另一种方法是在保持激光聚焦阵列不变的情况下对发射的拉曼信号阵列进行调制，即探测调制。SLM产生一个稳定的激光聚焦阵列，用于连续捕获和拉曼激发。在拉曼光传播路径上放置两个透镜，如图4所示，在焦平面上形成拉曼信号阵列。在目前的设计中，拉曼信号的调制是通过定制设计的掩模来实现的。掩模图案安装在一个电动滤光轮上，并放置在两个透镜的焦平面上。使用自定义编写的MatLab程序同步切换滤光轮位置以改变掩模模式和CCD相机采集拉曼图像。
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