專利名稱：：漫散射介質(zhì)的照明的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及漫散射樣本的照明(illumination)。具體來說，木發(fā)明涉及減小來自樣本內(nèi)的入射光的損耗，從而使該樣本內(nèi)的入射光的強度增大的技術(shù)。本發(fā)明例如可以被應(yīng)用于光譜學(xué)，來增大要檢測的光譜特征的強度。
背景技術(shù)：
：多種分析應(yīng)用均涉及對漫散射介質(zhì)的光譜分析。例子包括探測活組織，以確定如在WO2006/61565中討論的諸如骨成分的組織參數(shù)、胸部組織，或血糖成分。在生產(chǎn)后期測試中，并且在篩除偽造品時，可以利用制藥片劑(pharmaceuticaltablet)的光譜分析在生產(chǎn)線上確定結(jié)晶狀態(tài)或純度。其它應(yīng)用包括對多種粉狀樣本、不透明流體、半透明材料等的實驗室分析。拉曼光譜(其中，入射光通過介質(zhì)內(nèi)的非彈性散射而按波長頻移)因其高度化學(xué)專一性而被頻繁用于這種應(yīng)用，盡管還廣泛使用了紅外吸收和發(fā)射光譜。然而，拉曼散射的橫截面特別小，并且對于所關(guān)注的光譜特征來說，獲得足夠高的信噪比面臨挑戰(zhàn)，尤其是在實驗室外的、可能使用了靈敏度不高的設(shè)備的應(yīng)用中。在許多實踐應(yīng)用中，必須對入射光強度進行限制，例如來避免破壞活組織，并且曝光時間也可能是受限的，例如，在生產(chǎn)線上，或者在必須按合理短的時長對病人進行測量的情況下。當然，在各種類型的紅外和其它光譜技術(shù)的情況下，這些和類似的約束也是起作用的。從而，通常希望使利用特定強度或功率的入射光而獲得的光譜信號最大化，同時使曝光時間最小化。在其它應(yīng)用中，出于其它原因，可能希望增加保留在散射樣本內(nèi)的入射光，例如增大由光觸發(fā)的化學(xué)反應(yīng)的速率，或者增大從引入光的區(qū)域中的樣本逃逸的入射光量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明力求解決相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它問題。各種光譜技術(shù)和其它應(yīng)用需要將入射光束引導(dǎo)至樣本中。在一些應(yīng)中，還希望收集反向散射出樣本的體積(volume)或來自樣本表面的光，例如以檢測所收集光中的光譜特征。典型地講，漫散射樣本的表面處或體積內(nèi)的入射光的強度，進而反向散射出樣本的入射光的強度非?？拷┘尤肷涔獾狞c。本發(fā)明提供了一種通過以傳遞濾光片(deliveryfilter)覆蓋樣本的某個區(qū)域，并通過該濾光片將入射光束(如激光光束或其它大致單色的光束)引導(dǎo)至該樣本而利用該光束增大漫散射樣本的照明的方法。該濾光片具有使得在按比入射光束更寬的入射角范圍從樣本反向漫散射至該濾光片的、入射光波長處的光被優(yōu)先地反射回樣本的特性。有效的是，該濾光片充當單向鏡(unidirectionalmirror)，防止入射波長光的損耗，尤其是在入射光束施加至樣本的、強度最大的臨界點處。一些光學(xué)濾光片類型，如多層介質(zhì)濾光片具有透射和反射特性，其隨著入射角的增大進行波長頻移，通常是向更短波長頻移。因此，例如可以通過利用具有透射區(qū)的多層介質(zhì)濾光片來設(shè)置傳遞濾光片，該透弒區(qū)匹配光束入射角處入射光的波長，但在其它入射角處遠離入射光進行波長頻移。這樣，校準或半校準到較小入射角范圍的入射光束就穿過濾光片到達樣本中，而按比原始光束的入射角范圍顯著更寬的角范圍返回的大部分漫反射光朝著樣本反射回來，并且僅一小部分遠離該樣本穿過濾光片。示例性傳遞濾光片是具有與入射光波長相匹配的帶通區(qū)的窄帶通濾光片，以使正入射的入射光束透過，但逐漸反射更大入射角的相同波長的光?？梢岳镁哂星『梦挥谡肷涞娜肷洳ㄩL上方的反射或低透射區(qū)的陷波濾光片或短波長透射邊緣濾光片來實現(xiàn)相同的效果，但其按更大的入射角頻移來覆蓋入射波長。因此，根據(jù)一個特定方面，本發(fā)明提供了一種將入射光束引導(dǎo)至漫散射樣本的方法，該方法包括以下步驟鄰近樣本來放置傳遞濾光片，或者利用該濾光片覆蓋樣本的某一區(qū)域，該傳遞濾光片具有使得所述入射光的反射取決于所述入射光在該濾光片處的入射角的特性；以及引導(dǎo)所述入射光的光束以光束入射角(其可以優(yōu)選為接近正入射)通過該傳遞濾光片，并且到達樣本，使得從樣本朝向該傳遞濾光片反向漫散射的入射光被該濾光片優(yōu)先地反射回該樣本。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種具有透射邊緣的傳遞濾光片，該透射邊緣位于大致正入射的入射光波長的一側(cè)，例如，偏離垂直線小于10°，由此，準許入射光束通過，并且該透射邊緣按更淺的入射角位于入射光波長的另一側(cè)，例如，大于30°，由此，使從樣本涌現(xiàn)的漫散射光方向反射。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的裝置。例如，傳遞濾光片可以被視為光學(xué)窗口，或者外殼(enclosure)或蓋子，或者可以是用于具有其他光學(xué)分量的樣本的更大范圍的光學(xué)外殼或蓋子。因而，本發(fā)明的一個方面提供了一種用于增大漫散射樣本內(nèi)的入射光強度的光學(xué)蓋子，其包括傳遞濾光片，通過該傳遞濾光片，可以利用所述濾光片以光束入射角將所述入射光的光束引導(dǎo)至樣本中，該傳遞濾光片具有使得所述入射光的反射隨著(at)入射角遠離入射光束角而增加的特性，以使漫散射出樣本的入射光被傳遞濾光片優(yōu)先地反射回樣本中。傳遞濾光片優(yōu)選地鄰近樣本放置，從而使返回到樣本的入射光最大化，并使濾光片邊緣附近的反向散射光的泄漏(escape)最小化。例如，如果濾光片的直徑為"d"，則其可以優(yōu)選地放置在相對樣本一個直徑距離d內(nèi)，并且更優(yōu)選為一半直徑d/2內(nèi)，或者還更優(yōu)選為大約d/10的距離內(nèi)。在實踐中，可能優(yōu)選的是，盡可能靠近地放置濾光片，從而例如接觸樣本。典型地講，濾光片可以并行或近似并行于下面的樣本表面?？梢酝ㄟ^經(jīng)由傳遞濾光片的反向透射來收集光，例如按照下面詳細討論的那樣，利用具有覆蓋了所關(guān)注光譜特征的透射區(qū)的濾光片來收集。另選的是，可以使用分離收集濾光片，其具有優(yōu)選地排除了針對寬范圍入射角的入射光波長的適當透射區(qū)。本發(fā)明可以被用于多種應(yīng)用，如提供環(huán)繞要通過光譜分析來測試的制藥片劑或其它對象的光學(xué)外殼，或者提供針對組織樣本、或者針對人或動物對象的一部分的、借以引導(dǎo)入射光束的窗口。下面參照附圖，僅通過示例的方式，對本發(fā)明的實施方式進行描述，圖中圖1示意性地例示了入射光束14通過傳遞濾光片30對樣本10的照明，以及對用于光譜分析的散射光的收集；圖2a和2b示出了兩個示例性傳遞濾光片的透射特性；圖3示出了窄帶通介質(zhì)過濾器在不同入射角下的透射特征的波長，作為與正入射下透射窗口的波長的比率；圖4例示了更完整的光學(xué)外殼，放大了圖1的光學(xué)外殼而包括了鏡表面54和收集濾光片50;圖5示出了示例性收集濾光片的透射特性；圖6示出了其中入射光傳遞和收集使用同一濾光片的排布結(jié)構(gòu)；圖7a和7b示出了兩個示例性組合傳遞/收集濾光片的透射特性；圖8例示了通過在樣本的同一側(cè)上以兩個分離間距來入射光束和收集光而對該樣本進行照明；圖9a和9b以俯視圖的方式例示了設(shè)置在樣本的同--側(cè)上的傳遞和收集濾光片的另選構(gòu)造；圖10a到10d例示了用于將本發(fā)明應(yīng)用至彎曲樣本表面的排布結(jié)構(gòu)；圖lla例示了在為展示本發(fā)明而使用的數(shù)學(xué)模型中所用樣本的幾何結(jié)構(gòu)；圖lib到llf例示了圖lla的樣本周圍的傳遞濾光片212、收集濾光片214以及反射表面216的排布結(jié)構(gòu)；圖12a和12b、13a、13b、14a以及14b示出了根據(jù)該數(shù)學(xué)模型中使用的濾光片和反射表面的各種構(gòu)造以及相關(guān)增強因數(shù)而計算出的從圖lla的樣本涌現(xiàn)的拉曼散射光子的強度；圖15例示了應(yīng)用至圖lla的模型樣本的中央傳遞濾光片和周圍環(huán)狀收集區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)；圖16a和16b示出了利用圖15的幾何結(jié)構(gòu)和相關(guān)增強因數(shù)而計算出的強度；圖17示意性地示出了為展示本發(fā)明而使用的實驗室光學(xué)排布結(jié)構(gòu)；圖18a和18b示出了利用圖17的裝置而測量出的拉曼光譜；而圖19例示了具體實施本發(fā)明的光學(xué)傳遞裝置。具體實施例方式參照圖1，其示意性地示出了利用光譜學(xué)來確定漫散射或不透明樣本10的特性的裝置。盡管可以使用諸如紅外吸收或熒光光譜的其它技術(shù)，但在這個具體實施例中，使用了透射拉曼光譜。激光器12形成激光入射光束(探測光束)14，該光束經(jīng)傳遞光學(xué)裝置16被朝向樣本10引導(dǎo)。該光束進入樣本，在該樣本內(nèi)散射之后，一些光子被收集光學(xué)裝置18收集到。通過諸如光譜儀的檢測器20來檢測所收集光的一個或更多個光譜分量，并且通?？梢詫z測結(jié)果傳遞至計算機或其它分析儀裝置22，進行數(shù)據(jù)存儲和/或解釋。具體來說，可以檢測并分析在漫散射樣本內(nèi)無彈性地拉曼散射到不同波長的光子。對于許多應(yīng)用來說，尤其是在散射橫截面較小的拉曼光譜中，希望得到高探測光束強度以增大要檢測的光譜分量的強度。然而，這可能導(dǎo)致樣本受損。因此，一個另選方法是使用長曝光時間，盡管這出于其它原因而可能不切實際，例如，進行測量的可用時間可能較少，如在生產(chǎn)線上。改進收集的光譜信號的另一種選擇是，使用更高橫截面積的探測光束。在圖1的實施例中，后一種選擇已經(jīng)與向樣本傳遞寬直徑光朿的傳遞光學(xué)裝置一起使用，以增大總光束功率而不會過度增大光束強度。傳遞濾光片30靠近樣本放置，甚至可以與樣本接觸，從而形成或部分地形成樣本的至少部分光學(xué)外殼31或樣本上方的光學(xué)蓋子，并且探測光束通過該傳遞濾光片被引導(dǎo)至樣本中。該濾光片具有允許探測光束穿過濾光片并進入樣本中的透射特性，但其趨于阻擋從樣本反向散射的探測光返回。相反，散射出樣本的相當大的部分(例如，至少50%)的探測光被傳遞濾光片反射回樣本中，由此，增大了樣本內(nèi)探測光的強度，從而增大了收集光中的要被檢測的光譜分量的強度。優(yōu)選的是，這種效果的實現(xiàn)僅伴隨著因其最初穿過濾光片而導(dǎo)致的光束功率的最小縮減。傳遞濾光片的期望特性可以通過具有透射和/或反射特性的濾光片來提供，該透射和/或反射特性根據(jù)濾光片處的光的入射角而按波長頻移，并且圖2a示出了這種濾光片的示例特性。按正入射抵達濾光片處的光子的透射特性用實曲線40示出，其限定了一近似高斯透射窗口。在這個實施例中，該透射窗口的中央與探測激光42的波長一致，盡管嚴格上講這不是必需的。對于更高的入射角來說，該透射窗口向更小波長移動，例如，如針對90度入射角的虛曲線44所示。從該圖可以看出，對于更高的入射角，反向散射出樣本并按比遠離法線(normal)幾度更大的入射角返回至傳遞濾光片的探測光將逐漸增加地反射回樣本中，而非通過傳遞濾光片而透射出樣本。利用圖2b的短波長透射邊緣濾光片可實現(xiàn)相同效果，伴隨著邊緣波長被匹配成在濾光片處按光束入射角透射探測光束波長的光，而反射更大入射角的相同探測光束波長的光。圖2a的透射窗口常規(guī)上可以被稱作探測光(或入射光)透射特征，其向遠離探測波長的更短波長頻移，從而增大入射角。針對該透射窗口的長波長側(cè)的低透射區(qū)可以類似地被稱作入射光反射特征。在圖2b中，該透射特征通過透射窗口的長波長端來提供，而反射特征通過恰好超出邊緣的低透射區(qū)來提供。傳遞濾光片的期望特征還可以根據(jù)位于入射光波長頻帶一側(cè)的、靠近正入射并且位于入射光波長的大于入射角閾值(可以是10°、20°或取決于入射光波段的幅度、所使用濾光片的類型等的遠離垂直線的其它角)的另一側(cè)的透射邊緣41特性來表達。為了使所述機制有效，必需使用校準或至少半校準的探測光束，從而在濾光片處具有比隨后朝傳遞濾光片反向散射出樣本的光束光子的平均入射角顯著更小的平均入射角。典型地講，在當前描述的實施例中，該光束光子應(yīng)當具有小于大約IO度的平均入射角。要通過圖1的排布結(jié)構(gòu)檢測并分析的、斯托克司(Stokes)頻移的拉曼散射光譜特征的典型波長范圍在圖2a和2b中被示為虛線框46。可以看出，該濾光片特性具有阻擋拉曼散射光子并且優(yōu)選地反射回樣本中，隨后由收集光學(xué)裝置進行收集的附加益處。具有適當特性的傳遞濾光片可以通過多層介質(zhì)濾光片(或者被稱為薄膜干涉濾光片)來提供，具體來說是這種類型的窄帶通濾光片。適當濾光片例如由Semrock公司制造，其信息可以在http:〃www.semrock.com上得到?？梢允褂胏atalogueMaxLine(RTM)Laser-Lin窄帶通濾光片或短波長邊緣通過濾光片。目前從Semrock公司可獲的適當帶通濾光片在接近325nm到1064nm的對應(yīng)帶通范圍上具有大約1.2nm到4.0nm的帶通寬度。多層介質(zhì)濾光片的光譜頻移作為入射角的函數(shù)可以根據(jù)下面的公式導(dǎo)出;i=20>^(sin@/"e#)2在這個公式中，；vo是正入射下濾光片的光譜特征的波長，而入是針對光子入射角0的特征的新波長，neff是有效折射率，它是濾光片介質(zhì)/環(huán)境折射率(例如，空氣)的折射率。該公式本身暗示了僅可能藍移，因為平方根項總是小于或等于1。圖3例示了A/Xo對于入射角的依賴性。該標繪圖假定折射率為恒定值，設(shè)為1.45，其對應(yīng)于800nm下熔融石英的折射率。環(huán)境介質(zhì)假定為空氣。根據(jù)上述公式，可以估計出，偏離碰撞光子的正入射而傾斜10度導(dǎo)致帶通濾光片的中心波長頻移達大約6nm。這足夠遠離針對典型窄帶通濾光片的激光波長，從而導(dǎo)致這個角或更高角下從樣本涌現(xiàn)的光子的反射而非透射?；诤唵蔚膸缀螌W(xué)考慮，假定所有光子都在10度半角錐內(nèi)碰撞濾光片，并且那些更大角下的光子被反射，于是僅大約1.5%的從樣本各向同性涌現(xiàn)的光子會透射過濾光片，而剩余98.5%的光子將反射回樣本中。這個計算反映了介質(zhì)或類似濾光片中的吸收損耗非常低，使得透射部分T和反射部分R的相互關(guān)系為T+R-1。可以獲得這樣的濾光片，其匹配探測光束14的特定波長，在這種情況下，探測光束可以被引導(dǎo)按正入射或接近正入射通過傳遞濾光片。這樣，反射從樣本散射出的光的立體入射角就被最大化。然而，如果正入射下濾光片的中心透射波長小于探測光束波長，則該光束可以按非正入射在傳遞濾光片處被引導(dǎo)，以獲得更好的波長匹配。這將趨于增大發(fā)生探測光透射的立體角，并且降低傳遞濾光片將散射光返回至樣本的效率。圖2a中示出了窄帶通濾光片的特性。然而，可以使用具有其它特性的濾光片，諸如具有被放置成僅透射低入射角探測光的陡峭長波長邊緣的光譜更寬的帶通濾光片、按和圖2b中所示相同的方式使用的短波長透射邊緣濾光片，或具有類似效果的任何其它濾光片。在圖1中，傳遞濾光片被例示為環(huán)繞樣本的局部或完整光學(xué)外殼的局部或一部分。傳遞濾光片與樣本的接近度很重要。為了有效，散射出樣本的顯著比例的探測光應(yīng)當通過傳遞濾光片反射回到樣本中。因為在上面給出的實施例中，反射量取決于入射角，所以該傳遞濾光片應(yīng)當優(yōu)選地不會比傳遞濾光片的直徑或樣本的尺寸(以更小的為準)進一步遠離樣本，并且更優(yōu)選地，不會比這個距離的十分之一進一步遠離。典型地講，直達幾mm的距離，例如小于5mm，可能是恰當?shù)?。圖4例示了環(huán)繞圖1的樣本10設(shè)置的進一步放大的光學(xué)外殼。盡管未例示，但傳遞了激光束，并且按照與圖1幾乎一樣的方式收集并分析光。主要差別在于，將更多光學(xué)部件靠近樣本10添加至外殼31中，以便進一步增大該樣本內(nèi)探測光的強度，并且降低要檢測并分析的那些光譜分量的損耗。在樣本與收集光學(xué)裝置之間設(shè)置了光學(xué)收集濾光片50。這個濾光片被選擇成阻擋從樣本涌現(xiàn)的朝向收集光學(xué)裝置18的大部分探測光，并且優(yōu)選地至少將這個探測光的相當一部分反射回到樣本中。該濾光片還被選擇成允許更長波長的散射光(具體來說，通過拉曼散射發(fā)生了斯托克司頻移的光子)通過。圖5中例示了收集濾光片的適當透射特性。應(yīng)當看出，透射曲線在探測波長42與關(guān)注光譜波長46之間存在陡峭邊緣，使得濾光片將探測光反射回到樣本中，但允許拉曼散射光子通過。如果使用了具有隨著入射角增大而向更小波長頻移的特性的濾光片，則設(shè)計約束可能導(dǎo)致顯著量的探測光以更高入射角穿過濾光片。收集光學(xué)裝置中的另一濾光片(如窄頻帶陷波濾光片)可以被用于消除收集光中存在的原始波長的任何剩余光子。長波通過介電多層邊緣濾光片可以被用作這種收集濾光片，例如，當前由Semrock公司制造的catalogueRazorEdge(RTM)濾光片。這種濾光片可獲得從紅外到紫外的波長范圍的邊緣，典型為100nm到1000nm的通帶寬度，以及大約100cm"與500cm"之間的邊緣躍遷寬度。當然，如果需要，可使用具有特別選定特性的濾光片。為了使將探測光子返回到樣本中有效，在圖5中特征化的收集濾光片的邊緣必須處于比探測波長42明顯更長的波長下，以準許該濾光片反射以很寬的角度范圍(例如，探測波長上方1000cm"到2000cm"的區(qū)域中)抵達的探測光子。在實踐中，對于要在將探測光子返回到樣本中有效的收集濾光片來說，這可能限制了對于至少比探測波長更長的波長可檢測的拉曼光譜特征的范圍。圖4所示的光學(xué)外殼31在光學(xué)上包括或連同環(huán)繞樣本的一個或更多個光學(xué)反射鏡表面54。不需要這些表面透射探測光或要收集的光，因而，應(yīng)當使用在很寬的入射角范圍上至少在探測波長和在要檢測的光譜分量的波長處反射的部件。為了使腔效應(yīng)最大化，傳遞和收集濾光片的尺寸可以被設(shè)計成，僅覆蓋進行探測光傳遞和光收集所需的面積，而通過高反射反射表面來提供基本上所有的剩余外殼。借助圖6-9b例示了利用本發(fā)明的一些另選實施方式和構(gòu)造。在圖6中，激光束14被傳遞至樣本10的一部分或一個表面，并且從樣本10的同一部分或同一表面收集光。為此，使用組合傳遞/收集濾光片52來向樣本透射探測光束并且透射要通過檢測器20和分析器22分析的光。組合16濾光片52按照和圖1和3的實施例中的傳遞濾光片相同的方式接近或靠近樣本放置，從而至少形成樣本的光學(xué)外殼31的一部分。該外殼還可以呈現(xiàn)為針對樣本的各個部分的反射或反射表面54，并且還可以包括分離收集濾光片。組合濾光片52具有允許想要進行檢測和分析的光譜特征透射，同時將光的具有探測光束的波長的顯著部分反射回樣本中的特性。圖7a和7b中呈現(xiàn)了適當濾光片的透射特性。圖7a的濾光片組合了與探測波長42一致的窄透射窗口60(圖中示為近似高斯形狀)和低通邊緣透射窗口62。在圖7b中，陷波濾光片的反射特征阻擋了位于探測波長42與拉曼光譜特征區(qū)域46之間的區(qū)域中的波長。在這兩種情況下，如上面已經(jīng)描述的，隨著入射角的增加，濾光片特性向更短波長頻移，并且虛曲線示出了80度角的透射。可以看出，在所有角下，區(qū)域46中的斯托克司頻移拉曼光譜特征都透射過濾光片從而被收集和分析。以遠離正入射的角散射出樣本并到達組合濾光片的探測波長光在很大程度上被反射回樣本中?？梢岳靡阎谋∧じ缮鏋V光片技術(shù)來構(gòu)造具有與圖7a和7b所示特性類似的適當特性的濾光片。也可以使用其它類型的濾光片構(gòu)造和具有其它特性的濾光片，來實現(xiàn)組合傳遞/收集濾光片。還可以將這種濾光片僅用作傳遞濾光片，盡管拉曼頻移光通過該濾光片會有不希望的損耗。盡管圖1和4例示了在樣本的相對側(cè)傳遞和收集光的透射幾何結(jié)構(gòu)，并且圖6例示了在同一或靠近隔開的區(qū)域中發(fā)生傳遞和收集的反射幾何結(jié)構(gòu)，但是也可以使用許多其它幾何結(jié)構(gòu)。圖8中使用了單個組合傳遞/收集濾光片52。傳遞光學(xué)裝置16引導(dǎo)探測激光束14穿過濾光片的第一區(qū)域而進入樣本中，并且一個或更多個分離收集光學(xué)裝置18收集透射過該濾光片的與第一區(qū)域間隔開的一個或更多個另外區(qū)域的光。如WO2006/061566中所述，可以將這種幾何結(jié)構(gòu)用于根據(jù)受控深度分布圖來確定不透明樣本的光譜特性。利用單個收集光學(xué)裝置，分析器可以被設(shè)置成，如果預(yù)先知道根據(jù)深度來針對光譜特性進行選擇，則拒絕表面光譜特征，而在利用多個收集光學(xué)裝置時，可以利用與根據(jù)從傳遞區(qū)域起的收集距離的來自不同深度的希望貢獻有關(guān)的假定來執(zhí)行根據(jù)不同深度解巻積光譜特性。在圖8的幾何結(jié)構(gòu)的變型中，在樣本與收集光學(xué)裝置之間使用了諸如結(jié)合圖5討論過的濾光片的一個或更多個專用收集濾光片。在圖9a中，中央傳遞濾光片(d)被環(huán)形的同心收集濾光片(c)所包圍。在圖9b中，中央收集濾光片(c)被環(huán)形的同心傳遞濾光片(d)所包圍。這種排布結(jié)構(gòu)的收集和傳遞光學(xué)裝置常規(guī)上可以包括例如在WO2006/061566中討論的光纖束。很明顯，可以使用多種其它幾何結(jié)構(gòu)。例如，可以省略傳遞濾光片或者收集濾光片，并且可以將各種連續(xù)和分段形狀用于所述區(qū)域。適于用作所述傳遞濾光片的光學(xué)部件，尤其是介電多層濾光片很容易從市場上以平坦部件的形式買到。如上所述，希望將濾光片靠近樣本的表面放置，以使濾光片對散射的入射光朝樣本方向反射最大化。很明顯，如果樣本的位于傳遞濾光片的區(qū)域中的表面嚴重彎曲而非平坦，則可能降低本發(fā)明的效果。圖10a到10d例示了其中可能減輕彎曲樣本表面的其它負面影響的方式。圖10a以橫截面示出了具有彎曲表面的漫散射樣本104。這種樣本的一個例子可能是制藥膠囊或片劑。如前面的圖中所示，激光器100形成經(jīng)傳遞光學(xué)裝置106被朝向樣本104引導(dǎo)的入射激光束102。圖10a中未示出收集光學(xué)裝置、檢測器以及分析部件，但若需要當然可以給出。入射光束通過傳遞濾光片108而進入樣本104，該傳遞濾光片本身是彎曲的，從而至少近似地匹配下面的樣本104的表面。傳遞濾光片具有如上所述的光學(xué)特性，包括優(yōu)先允許入射光束以靠近垂直該濾光片的角穿過，同時將以寬范圍的角(例如，從垂直方向起超出大約10°)從樣本涌現(xiàn)的具有相同波長的漫散射光反射回樣本的特性。為了提供入射光束通過彎曲傳遞濾光片的最佳透射，傳遞光學(xué)裝置106適于形成這樣的光束，g卩，入射角靠近濾光片的表面的法線。對于凸狀樣本表面和傳遞濾光片來說，這可以通過恰當?shù)陌纪哥R或適當形狀的鏡來實現(xiàn)。因為彎曲介電濾光片與平坦濾光片相比很可能較昂貴并且更難于獲18取或制造，所以本發(fā)明希望適于用在彎曲樣本表面上，同時仍利用平坦濾光片。在圖10b中，這通過在樣本表面與平坦傳遞濾光片112之間設(shè)置漫散射間隔體部件110來實現(xiàn)。該間隔體部件110例如可以包括諸如包含各向同性散射中心(如微米級尺寸化顆粒)的硅聚合物的彈性體。該間隔體部件110可以是剛性的或半剛性的，并且被整形成符合樣本04的下面(underlying)曲率。另選的是，根據(jù)接近于樣本的不嚴格形狀或者諸如平坦表面的不同形狀，該間隔體部件可以足夠柔韌，從而符合樣本104。利用可彈性變形的間隔體部件的優(yōu)點在于，其可以嚴密地符合所抵靠的樣本表面。這種排布結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于，因為僅需要校準入射光束，所以傳遞光學(xué)裝置114不需要提供適當會聚或發(fā)散的光束。圖10b的所述排布結(jié)構(gòu)的變型是在間隔體部件110中包括各向異性散射特性，偏向于樣本到濾光片散射方向。這例如可以通過包括混合有漫散射球狀微米級尺寸顆粒的、在此方向延伸的光纖部件(如硅石光纖)來實現(xiàn)。圖10c示出了利用外圍反射導(dǎo)光表面116的用于使平坦傳遞濾光片112適應(yīng)于彎曲樣本104的另一排布結(jié)構(gòu)。樣本104的耍被傳遞濾光片112覆蓋的表面為凸狀，并且所得的濾光片與樣本之間的間隙設(shè)置有外圍反射導(dǎo)光表面，從而防止或減少從由此封閉的樣本表面涌現(xiàn)的漫散射光的逃逸，并且將該光引導(dǎo)至傳遞濾光片，供反射回樣本104。通常來講，外圍反射導(dǎo)光表面近似地垂直于傳遞濾光片，并且環(huán)繞濾光片與樣本的要覆蓋彎曲表面之間的空間的圓周而延伸。這種外圍反射導(dǎo)光體(guide)在提供改進的接合方面是有利的，且不會變形，或適于包括平坦表面在內(nèi)的許多樣本表面曲率。圖10d例示了對圖10b和10c的方式進行組合的排布結(jié)構(gòu)，且為所述間隔體部件100設(shè)置了環(huán)繞其外圍的所述反射導(dǎo)光表面116。數(shù)字模型在Matousek,R等人的AppliedSpectroscopy59，1485(2005)中描述的數(shù)字模型被用于展示上述光學(xué)外殼31的效果。簡要地說，在彈性散射探測光束光子和非彈性散射(例如，拉曼散射)在三維空間中以隨機漫游狀方式傳播而通過模型化介質(zhì)時對它們進行單獨跟蹤(follow)。進行了簡化假定，即，在每一步長(step)中，光子沿直線傳播距離t,此后其方向在下一個散射事件中被完全隨機化。這從通常朝前方強烈偏置的單獨散射事件的觀點來看，稍微過于簡單化。然而，對于如這里關(guān)注的大量散射事件來說，這種簡化隨著恰當選定的隨機化長度而無可非議。傳播距離t(光子方向被隨機化的傳播距離)可以粗略地近似為散射介質(zhì)的傳輸長度(transportlength)lt，其被定義為光子在顯著偏離它們的原始傳播方向之前必須在樣本內(nèi)行進的平均距離。如圖11a所示，該模型考慮樣本200為半徑6mm的短圓柱體形狀的均勻不透明介質(zhì)。將第一空氣介質(zhì)界面202定位在z-0的頂部圓形農(nóng)而處，其中，z是垂直于該界面平面的笛卡爾坐標。其他樣本/空氣界面按位置z=d存在于樣本的相對圓形表面204處，并且在樣本的圓柱側(cè)壁206上，其中d是樣本厚度。在多次仿真(simulation)之間改變樣本厚度d，以0.5mm步長從0.5mm變到6mm。本模型假定所有探測光子都首先位于等于傳輸長度It的深度處，并且環(huán)繞坐標系統(tǒng)x、y的原點對稱地分布。入射光的探測光束208的半徑為F3mm，該光束具有均勻的強度，并且具有平坦的、"頂帽(top-hat)"強度分布，并且所有光子都具有相等的在光束橫截面內(nèi)的任何點處入射到樣本中的概率。在Mathematica5.0(WolframResearch)中寫入數(shù)值代碼。100000個光子被分離地傳播，每一個都跨過400mm(2000步長)的總距離，其在拉曼光譜中符合所觀察的遷移次數(shù)。如果在這個傳播距離內(nèi)沒朽從介質(zhì)檢測到或者丟失，則假定光子被介質(zhì)本身吸收，這可能是存在極弱吸收(每40cmOD1)的情況。導(dǎo)致探測光子轉(zhuǎn)變成拉曼光子的光密度被設(shè)置成每1000mm1個。盡管這個值高于真實轉(zhuǎn)換的值，但其僅影響拉曼光子的絕對數(shù)量，而在研究時段中并不明顯影響所關(guān)注的空間相關(guān)性，并且通過上下改變這個值來進行校驗。所用步長為t-0.2mm。這分別對應(yīng)于各向異性為0.9和0.95的直徑為10和20(im的粉狀顆粒尺寸。重復(fù)計算10次，對在這些重復(fù)運行中檢測到的拉曼光子進行求和。本模型假定兩個不同的收集幾何結(jié)構(gòu)。在第一種幾何機構(gòu)中，隨著探測光束進入，在頂部樣本表面處從樣本表面上的同一區(qū)域210收集光(反向散射幾何結(jié)構(gòu))。在第二種幾何結(jié)構(gòu)中，從環(huán)繞探測光束的投影軸中心化的疊合(congruent)區(qū)域211、從樣本的相對表面收集光(透射幾何結(jié)構(gòu))。本模型計算首先針對假定沒有濾光片或可反射部件的透射和反向散射幾何結(jié)構(gòu)兩者來執(zhí)行。接著，利用如圖llb-llf所示的特定光學(xué)外殼部件來執(zhí)行透射幾何結(jié)構(gòu)計算。在圖lib中，通過從上方透射所有探測光子而從下方反射95%探測和拉曼光子的帶通濾光片來提供傳遞濾光片212。該傳遞濾光片靠近樣本的上表面202放置，覆蓋了整個表面。在圖llc中，通過透射所有拉曼光子并將95%激光光子反射回不透明介質(zhì)中的邊緣濾光器來提供收集濾光片214。該收集濾光片放置在樣本的下表面204處，并且上表面處不存在傳遞濾光片。在圖lld中，設(shè)置了傳遞濾光片212，并且樣本的側(cè)壁206被100%反射性外殼216包圍，以將探測波長和拉曼散射光子都返回到樣本中，但沒有使用收集濾光片。在圖lie中，存在傳遞濾光片212和收集濾光片214，在圖lle中，存在包括側(cè)壁反射反射部件的全部三個組件。圖12a和13a中示出了針對圖llb-llf的各種透射幾何結(jié)構(gòu)的蒙特卡羅(MonteCarlo)仿真的結(jié)果，其中，縱坐標表示在收集區(qū)域210或21處收集到的拉曼散射光子的計數(shù)，而橫坐標表示樣本的不同厚度。在圖12a中，曲線220是根據(jù)未使用光學(xué)外殼部件的透射幾何結(jié)構(gòu)而獲得的。曲線222是根據(jù)使用了同樣沒有外殼部件的反向散射幾何結(jié)構(gòu)而獲得的。對于裸4mm厚樣本(這是制藥片劑的典型厚度)來說，反向散射幾何結(jié)構(gòu)中的信號比透射模式的信號大約高3倍。反向散射模式的信號隨著樣本厚度的增大而單調(diào)上升，這是先前通過實驗觀察到的行為。對于透射幾何結(jié)構(gòu)來說，信號強度最初因可用于將光子變換成拉曼光子的光子路徑較大而隨著片劑厚度在增大，但超出大約3mm時該信號開始減弱，歸因于增大的側(cè)向光子傳輸?shù)挠绊憣?dǎo)致更多光子錯過了收集孔徑。排布結(jié)構(gòu)一起使用的透射幾何結(jié)構(gòu)而獲得的，且探測光束通過傳遞濾光片212而進入樣本中。對于4mm厚的樣本來說，本模型利用大約9.4的因數(shù)來預(yù)測在相對面收集到的透射拉曼信號的增強作用(enhancements有趣的是，對于未包圍的樣本來說，這個信號級別甚至顯著超出了反向散射拉曼信號的信號級別。在圖12b中，將有和沒有傳遞濾光片(224、222)的透射幾何結(jié)構(gòu)曲線的比率標繪為"增強因數(shù)"224'，其位于跨過lmm以上的大部分厚度范圍的大約8與IO之間。在圖13a中，曲線220仍然表示在沒有光學(xué)外殼部件的透射幾何結(jié)構(gòu)中收集到的拉曼散射光子。曲線230是根據(jù)增加了收集濾光片214但沒有傳遞濾光片212(如圖llc所示)的幾何結(jié)構(gòu)而獲得的。如圖13b屮的對應(yīng)增強因數(shù)曲線230'所示，收集濾光片本身引起大約兩倍的檢測拉曼光子。如所希望的那樣，與單獨使用傳遞濾光片相比，這是非常弱的效應(yīng)，因為在不存在任何外殼部件時最大光子損耗位于探測光束的輸入點處。示出圖12a的傳遞濾光片曲線224是為了比較，并且利用如圖lld所示的附加鏡側(cè)壁鏡部件而實現(xiàn)的檢測拉曼強度的適度增大被示為曲線234(并且被示為圖13b中的增強因數(shù)曲線234')。對于直徑減小或厚度增加的樣本對象200來說，側(cè)壁鏡外殼將提供更大的增強效果。曲線238針對的是圖lie的構(gòu)造，其中使用了傳遞和收集濾光片，但沒有反射側(cè)壁部件。圖13b中標繪了增強因數(shù)238'，對于最小0.5mm厚的樣本來說，該增強因數(shù)238'大約為27.5，在4mm處持續(xù)降落至大約14.6，而對于僅6mm厚的傳遞濾光片來說，下降至大約10，仍高于曲線224'。最后，曲線242例示了圖llf的排布結(jié)構(gòu)的情況，其中，傳遞濾光片、收集濾光片以及側(cè)壁鏡部件這三個全部都被使用，并且隨著樣本厚度增加，增強因數(shù)242'比曲線238'降落得更慢，在6mm厚度處下降至大約12的因數(shù)。綜上，對于較厚的樣本來說，唯一最有益的外殼部件是傳遞濾光片。對于較薄的樣本來說，利用收集濾光片的額外益處非常顯著，但隨著到達樣本的遠側(cè)的探測光子的比例減少，該附加益處隨著樣本厚度的增大而減小。圖14a中示出了針對反向散射幾何結(jié)構(gòu)的蒙特卡羅仿真的結(jié)果。圖12a中已經(jīng)示出了表示沒有使用光學(xué)外殼部件的、從樣本的上表面涌現(xiàn)出的拉曼光子的計數(shù)的曲線222。曲線248針對的是相同的反向散射幾何結(jié)構(gòu)，不過在樣本的頂表面放置了組合傳遞/收集濾光片。因此，這個排布結(jié)構(gòu)除了濾光片被限定為允許所有拉曼散射光子退出，同時將95%的探測光子返回到樣本中之外，其余部分都和圖lla相同。圖7a和7b示出了可用于實現(xiàn)這個或類似性能的濾光片特性。對于4mm厚的樣本來說，曲線222的裸樣本結(jié)果上的增強因數(shù)大約為5.6，如圖14b的增強因數(shù)曲線248'所示。在上面圖5的討論中提到了在阻擋大部分散射探測光子的同時利用具有使拉曼散射光子通過的邊緣特性的濾光片的折衷方案。實質(zhì)上，邊緣必須足夠遠得超出探測波長，從而反射以較淺角入射的散射探測光子，而不會阻擋期望的拉曼波長光子。已經(jīng)針對830nm的探測波長和位于(針對正入射)探測波長與拉曼波長之間的邊緣特性的、具有圖3的頻率依賴性的介電濾光片，計算了4mm厚樣本的增強因數(shù)。對于超過探測波長的位于1000cm"、2000cm"以及3000cm"中的每一處的邊緣來說，該增強因數(shù)被計算為1.8、2.8以及4.3。在另一個蒙特卡羅實驗中，使用了圖15的樣本排布結(jié)構(gòu)。圓柱樣本206和圖lla的樣本相同。傳遞濾光片260靠近上表面放置，但僅覆蓋以直徑1mm的探測光束淀積區(qū)262為中心的直徑為4mm的中央圓形界面區(qū)。傳遞濾光片260的特征在于將可能會逃逸的95%的探測和拉曼散射光子反射回樣本中。在以探測光束淀積區(qū)262為中心的內(nèi)徑為6mm外徑為8mm的環(huán)形收集區(qū)264中，對從樣本的上表面涌現(xiàn)的拉曼散射光子進行計數(shù)。在圖16a中，將針對多種厚度的樣本200的通過環(huán)形收集區(qū)264涌現(xiàn)的拉曼光子的計數(shù)表示為曲線266。將針對相應(yīng)實驗但省略了傳遞濾光片260的計數(shù)表示為曲線268。在圖16b中，這些曲線的比率被示為增強因數(shù)，表示了針對多種樣本厚度利用傳遞濾光片的益處(曲線270)。對于4mm厚樣本來說，增強因數(shù)為6.7。圖15的構(gòu)造與已經(jīng)結(jié)合圖9a討論的構(gòu)造類似。在針對圖15的構(gòu)造的一個另選例中，環(huán)形傳遞濾光片和淀積區(qū)可以包圍中央收集區(qū)。例如在WO2006/061566中討論了此處描述的傳遞和收集濾光片部件可以應(yīng)用到的多種其它傳遞和收集幾何結(jié)構(gòu)，此處通過引用并入其內(nèi)容。還利用了圖17示意性例示的裝置在實驗室進行實驗來展示本發(fā)明。針對工作在827nm的拉曼光譜，利用衰減115mW的溫度穩(wěn)態(tài)二極管激光器300來生成探測光束304(microLaserSystems公司，L4830S陽115陽TE)。通過利用兩個830nm帶通濾光片302(Semrock)從該光束的光譜中去除所有殘留的放大自發(fā)發(fā)射分量，來對該光束進行光譜凈化。它們稍微傾斜，以便優(yōu)化對于827nm激光波長的吞吐量。通過直徑12.8mm厚度3.8mm的標準撲熱息痛片劑來提供樣本306，按探測光束在穿過相鄰傳遞濾光片之后垂直入射在該片劑的圓形面的中央處的方式來布置該片劑。樣本處的激光功率為50mW，激光光斑直徑為4mm。光束在樣本處水平偏振。利用焦距60mm直徑50mm的透鏡310從樣本的相對側(cè)收集拉曼光。散射光被校準并且穿過直徑50mm的全息陷波濾光片312(830nm，KaiserOpticalSystems公司)以抑制光的彈性散射分量。該濾光片也稍微傾斜以優(yōu)化827nm處的抑制。與第一透鏡相同的第二透鏡被用于將樣本收集區(qū)按1:1的倍率成像到由22個活動光纖所制成的光纖探針320的前面上。各個光纖都由纖心直徑220pm的硅、直徑240Mm的摻雜硅覆層以及直徑265pm的聚酰亞胺涂層制成。光纖數(shù)值孔徑為0.37。該光纖束由CeramOptecIndustries公司定制而成。光纖束長度大約為2m并且在輸出端部處，這些光纖被排列成垂直取向的直線形狀并且放置在KaiserOpticalTechnologiesHolospec1.8iNIR光譜儀322的輸入像平面中。通過垂直地將整個芯片裝箱，利用NIR反向照明深度損耗TE冷卻的CCD攝像機324(AndorTechnology,DU420A-BR-DD，1024x256像素)來收集拉曼光譜。針對檢測系統(tǒng)靈敏度在光譜范圍上的變化來說，不需要校正光譜。放置在樣本上的激光光束淀積區(qū)上的傳遞濾光片308是以830nm為中心、帶寬32nm、直徑25mm的Semrock介電帶通濾光片'(LL01-830-25，MaxLineLaser-lineFilter)。通過向樣本306處的入射光束引入小傾斜來補償激光波長(827nm)與濾光片波長之間的微小失配。盡管這種失配在一定程度上降低了傳遞濾光片部件的效率，但拉曼光仍表現(xiàn)出顯著的增強。圖18a中在與激光頻率不同的波長范圍上標繪了來自利用上述排布結(jié)構(gòu)的CCD攝像機324的原始光子計數(shù)數(shù)據(jù)。下曲線350表示省略了傳遞濾光片308的實驗，而上曲線352表示傳遞濾光片放在適當位置的情況，在每一種情況下，都曝光相同時間10秒鐘。圖18b中示出了相同的數(shù)據(jù)，但曲線350的垂直比例放大了6.5倍的因數(shù)?？梢钥闯觯ㄟ^額外使用跨越整個光譜范圍的傳遞濾光片實現(xiàn)了大約6.5的均衡增強因數(shù)。實驗增強作用要小于針對相應(yīng)數(shù)值蒙特卡羅實驗而得到的9.4的值，但這可以容易地解釋模型化樣本與真實樣本之間散射長度的差異，以及激光波長與傳遞濾光片波長之間的微小失配。盡管如此，增強因數(shù)仍然非常高。重要的是，增強作用在隨后靠近片劑重新安裝傳遞濾光片時表現(xiàn)出了良好的再現(xiàn)性，在濾光片被放在適當位置時觀察不到臨時波動。而且，增強作用在測得的拉曼光譜上是均勻的，這在涉及其中光譜模式充當標識多個單獨分量的手段的復(fù)雜分析以及確定相關(guān)濃度的應(yīng)用中可能是重要的。盡管利用其中需要樣本的拉曼光譜的實施方式對本發(fā)明進行了總體上的例示，但本發(fā)明可以更一般地應(yīng)用于其中需要將入射光保留在散射介質(zhì)內(nèi)的任何情況。例如，在一些實施方式中，不需要對散射光進行收集或分析。圖19例示了用于將利用激光器382生成的光傳遞到人類或動物患者384中的光學(xué)頭380，例如，來觸發(fā)涉及引入到患者體內(nèi)的物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，如在各種光動力療法中所已知的。結(jié)合校準儀388'靠近患者的表面來使用傳遞濾光片386,優(yōu)先地保留了引入到患者體內(nèi)的光，從而允許使用極低的激光功率。特定應(yīng)用是在諸如光熱癌癥療法的光-熱療法(其中將電磁輻射傳遞至包含吸收體的組織)。在最近的研究中，將近紅外輻射傳遞至包含恰當形成的納米級顆粒的組織中，例如，參見Gobinetal.，NanoLett.，7(7),1929-1934,2007。本發(fā)明提供了一種通過將輻射(典型為激光輻射)通過如在此描述的傳遞濾光片引導(dǎo)至組織中來執(zhí)行光熱療法的改進方法，由此增大組織內(nèi)的輻射強度，而不需要增加入射光束的功率。其它應(yīng)用包括NIR吸收或熒光X線體層照相術(shù)和光譜學(xué)。漫散射樣本例如可以被限定為這樣的樣本，即，在該樣本內(nèi)，相關(guān)入射光的光子的散射事件之間的典型路徑長度遠小于樣本的尺寸，例如，至少10倍，并且更優(yōu)選為比樣本的特性尺寸(如，沿入射光束的軸的厚度)至少小幾百倍，使得入射光束的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)非?？焖俚負p耗。在不脫離后附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對上述實施方式進行多種改變和修改。權(quán)利要求1、一種將入射光的光束引導(dǎo)至漫散射樣本中的方法，該方法包括以下步驟鄰近該樣本來放置傳遞濾光片，該傳遞濾光片具有使得所述入射光的反射取決于所述光在該濾光片處的入射角的特性；以及引導(dǎo)所述入射光的光束以入射光束角通過該傳遞濾光片，并且到達該樣本，使得反向漫散射出該樣本并抵達該傳遞濾光片的入射光優(yōu)先被該濾光片反射回該樣本。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述入射光具有預(yù)定波長，并且所述傳遞濾光片適于在具有所述預(yù)定波長的光以較淺的入射角入射時更強烈地對其進行反射。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法，其中，所述傳遞濾光片對所述入射光的反射在比所述光束角更高的入射角處增加。4、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的方法，其中，所述濾光片特性具有在入射光束角處與入射光的波長一致，但對于增大的入射角向更短波長頻移的入射光透射特征。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的方法，其中，所述濾光片特件-A有在入射光束角處比入射光束的波長更長，而在較高入射角下向更短波長頻移以覆蓋光束波長的入射光反射特征。6、根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項所述的方法，其中，對所述傳遞濾光片處的光束進行校準或半校準。7、根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項所述的方法，其中，所述傳遞濾光片是多層介電濾光片。8、根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一項所述的方法，其中，所述傳遞濾光片是全息濾光片。9、根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項所述的方法，其中，所述傳遞濾光片與所述樣本隔開了小于所述樣本處的入射光束的直徑的距離。10、根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項所述的方法，其中，所述傳遞濾光片與所述樣本隔開了小于所述傳遞濾光片的直徑的距離。11、根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一項所述的方法，其中，所述傳遞濾光片與所述樣本隔開了小于所述樣本的直徑的距離。12、根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述傳遞濾光片被彎曲從而變得符合被所述濾光片覆蓋的所述樣本的彎曲表面。13、根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任一項所述的方法，該方法還包括以下步驟在所述樣本的要覆蓋的表面與所述傳遞濾光片之間設(shè)置漫散射間隔體部件。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述間隔體部件可變形，從而適應(yīng)所述樣本的彎曲表面。15、根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，所述間隔體部件具有各向異性散射特性。16、根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，該方法還包括以下步驟設(shè)置圍繞所述傳遞濾光片與所述樣本的被覆蓋表面之間的空間的外圍反射導(dǎo)光體，從而保留漫散射光，否則它們就會在被覆蓋區(qū)域的邊緣逃逸。17、根據(jù)權(quán)利要求1到16中的任一項所述的方法，該方法還包括以下步驟收集散射出所述樣本的光，并分析所述光以檢測所述收集光的一個或更多個光譜特征。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述一個或更多個光譜特征是拉曼散射特征。19、根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，所收集的光是在從所述樣本散射開并通過所述傳遞濾光片之后被收集的。20、根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的方法，其中，所收集的光是在從所述樣本散射開并通過與所述傳遞濾光片分離開的收集濾光片之后被收集的。21、一種用于增強漫散射樣本內(nèi)的入射光強度的光學(xué)外殼，該光學(xué)外殼包括傳遞濾光片，通過所述傳遞濾光片將所述入射光的光束以與相對于所述濾光片入射的光束角弓I導(dǎo)至所述樣本，所述傳遞濾光片具有使得所述入射光的反射隨著入射角遠離所述入射光束角而增加的特性，使得從所述樣本漫散射的入射光優(yōu)先被所述傳遞濾光片反射回所述樣本中。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片的所述特性使得所述入射光的反射按增加的入射角增加。23、根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片的所述特性包括針對較高的入射角向比所述入射光更短的波長頻移的透射區(qū)。24、根據(jù)權(quán)利要求21到23中的任一項所述的光學(xué)外殼，其屮，所傳遞濾光片具有較短的波長透射邊緣特征，所述邊緣特征的波長隨有入射角的增大而向較短的波長頻移，使得入射光以所述入射光束角透射，而在較高入射角的范圍內(nèi)顯著地反射。25、根據(jù)權(quán)利要求21到23中的任一項所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片是帶通濾光片，該帶通濾光片具有與入射光的所述光束的波長和光束入射角相匹配的帶通波長區(qū)。26、根據(jù)權(quán)利要求21到23中的任一項所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片是具有阻擋波長區(qū)的陷波濾光片，所述阻擋區(qū)波長被匹配成阻擋處于比入射光的所述光束的入射角更大的光束角范圍內(nèi)的入射光。27、根據(jù)權(quán)利要求21到26中的任一項所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片鄰近所述樣本。28、根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片與所述樣本隔開小于所述樣本的直徑的距離。29、根據(jù)權(quán)利要求21到28中的任一項所述的光學(xué)外殼，其屮，所述傳遞濾光片被彎曲從而符合要被所述濾光片覆蓋的彎曲樣本表面。30、根據(jù)權(quán)利要求21到28中的任一項所述的光學(xué)外殼，該光學(xué)外殼還包括設(shè)置在所述傳遞濾光片與所述樣本的彎曲表面之間的漫散射間隔體部件。31、根據(jù)權(quán)利要求30所述的光學(xué)外殼，其中，所述間隔體部件可變形從而適于所述樣本的彎曲表面。32、根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的光學(xué)外殼，其中，所述間隔體部件具有各向異性散射特性。33、根據(jù)權(quán)利要求21到32中的任一項所述的光學(xué)外殼，該光學(xué)外殼還包括包圍所述傳遞濾光片與所述樣本的要覆蓋表面之間的空間的外圍反射導(dǎo)光體，從而保留漫散射光，否則它們就會在所述樣本與所述濾光片之間損耗。34、根據(jù)權(quán)利要求21到33中的任一項所述的光學(xué)外殼，該光學(xué)外殼被設(shè)置成，使得所述傳遞濾光片將從所述樣本散射出來并到達所述濾光片的入射光的至少50%朝向所述樣本反射回去。35、根據(jù)權(quán)利要求21到34中的任一項所述的光學(xué)外殼，其屮，所述傳遞濾光片是介電多層濾光片或全息濾光片。36、根據(jù)權(quán)利要求21到35中的任一項所述的光學(xué)外殼，該光？外殼還包括收集濾光片，該收集濾光片將散射出所述樣本的入射光朝所述樣本反射回去，而透射具有與所述入射光不同的波長的光譜特征。37、根據(jù)權(quán)利要求36所述的光學(xué)外殼，其中，要檢測的光譜特征是向比所述漫散射樣本的入射光更長的波長作斯托克司頻移的拉曼光譜特征。38、根據(jù)權(quán)利要求36或37所述的光學(xué)外殼，其中，所述收集濾光片包括長波長帶通濾光片，該長波長帶通濾光片具有位于所述入射光的波長與要檢測的光譜特征之間的邊緣。39、根據(jù)權(quán)利要求21到35中的任一項所述的光學(xué)外殼，其中，所述傳遞濾光片的特性還包括被匹配成透射要檢測的光譜特征的透射特征。40、根據(jù)權(quán)利要求21到39中的任一項所述的光學(xué)外殼，該光學(xué)外殼還包括跨越所述樣本的沒有被所述傳遞濾光片覆蓋的部分而設(shè)置的--個或更多個鏡表面，以將散射出所述樣本的光反射回所述樣本中。41、一種用于檢測漫散射樣本的光譜特征的裝置，該裝置包括根據(jù)權(quán)利要求16到40中的任一項所述的光學(xué)外殼；適于形成所述入射光光束的入射光源；被設(shè)置用于引導(dǎo)所述入射光光束通過所述傳遞濾光片到達所述樣本的傳遞光學(xué)裝置；被設(shè)置用于收集從所述樣本散射的光的收集光學(xué)裝置；被設(shè)置用于檢測所收集的光的一個或更多個光譜特性的檢測器。42、一種用于檢測來自漫散射樣本的一個或更多個光譜特征的裝置，該裝置包括傳遞濾光片，所述傳遞濾光片被設(shè)置成允許入射光光束以入射的入射光束角經(jīng)過而到達所述樣本，其特征在于，所述傳遞濾光片是多層介電濾光片，所述多層介電濾光片具有在所述入射角處與入射光束的波長一致，但在較高的入射角處向較短的波長頻移的透射特性，使得所述濾光片優(yōu)先將從所述樣本漫散射出的入射光朝所述樣本反射回去。43、根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，該裝置被設(shè)置成，使得從所述樣本反向散射而到達所述傳遞濾光片的入射光的至少50%被朝向所述樣本反射回去。44、根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的裝置，其中，所述傳遞濾光片放置在相距所述樣本小于所述濾光片的直徑的距離內(nèi)。45、根據(jù)權(quán)利要求42到44中的任一項所述的裝置，其中，所述入射光束具有光束直徑，并且所述傳遞濾光片放置在距離所述樣本小于所述入射光束直徑的距離內(nèi)。46、根據(jù)權(quán)利要求42到45中的任一項所述的裝置，其中，所述傳遞濾光片被設(shè)置成覆蓋所述樣本的某一區(qū)域。47、一種對漫散射樣本進行照明的方法，該方法包括以下步驟利用傳遞濾光片覆蓋所述樣本的某一區(qū)域；以及引導(dǎo)具有預(yù)定波長的校準光的光束通過所述傳遞濾光片而進入所述樣本中，其中，所述傳遞濾光片適于優(yōu)先將漫散射出樣本的所述區(qū)域的A有所述預(yù)定波長的光朝向所述樣本反射回去。48、根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述傳遞濾光片具有在較淺的入射角處向較短波長頻移的透射特性和/或反射特性。49、根據(jù)權(quán)利要求47或48所述的方法，其中，所述傳遞濾光片特性具有在第一入射角范圍內(nèi)與所述預(yù)定波長一致，而在第二入射角范圍內(nèi)遠離所述預(yù)定波長地進行頻移的透射區(qū)。50、根據(jù)權(quán)利要求47、48或49所述的方法，其中，所述傳遞濾光片特性具有在大致正入射角處與所述預(yù)定波長一致的透射區(qū)。51、一種收集來自以入射波長的光進行照明的漫散射樣本的光譜發(fā)生了改變的光的方法，該方法包括以下步驟利用收集濾光片覆蓋所述樣本的某一區(qū)域；以及通過所述收集濾光片來收集所述光譜發(fā)生了改變的光，其中，所述收集濾光片適于將漫散射出樣本的所述區(qū)域的具有所述入射波長的光反射回所述樣本，并且優(yōu)先允許所述光譜發(fā)生了改變的光通過。全文摘要本發(fā)明提供了一種增大漫散射樣本中的探測光的照明強度而不需要增大探測光束的功率的技術(shù)。一般來說，使用光學(xué)濾光片，其準許校準的探測光光束穿過樣本，但其使以較寬范圍的角涌現(xiàn)的絕大部分反向散射的探測光朝向樣本反射回來。在特定實施方式中，將校準激光光束通過覆蓋了樣本的某一部分的多層介電濾光片而傳遞至樣本。該濾光片在正入射方向?qū)τ诩す馐峭干湫缘模诜聪蛏⑸涔獾妮^淺入射特性角處是反射性的。文檔編號G01N21/65GK101657716SQ200880012206公開日2010年2月24日申請日期2008年3月14日優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日發(fā)明者帕維爾·馬陶謝克申請人:科學(xué)技術(shù)設(shè)備委員會