多轨道拉曼分析仪的制作方法

本公开总体上涉及一种多轨道分析仪，该多轨道分析仪单独地提供拉曼测量，或者与荧光、吸光度和/或其他基于光谱的液体样品的测量相结合地提供拉曼测量，该液体样品可以包含在孔板中、小瓶中、流动池中或固体样品（诸如晶圆或盘）中。

背景技术：

1、拉曼测量可以单独使用或与荧光、吸光度和/或其他基于光谱的测量组合使用，以用于制造期间各种物质的质量控制和分析。例如，液体样品可以包含在孔板中、单独的小瓶中、流动池中或移动通过管道。也可以对盘或晶圆上的固体样品进行分析。

2、孔板或微孔板读取器通常用于生命科学和制药药物应用中，用于定量可以具有数百或数千个孔（腔、管、通道等）的微孔板中的生物和化学测定。样品的光学性质可随着生物、化学、生物化学或物理反应发生（通常在受控温度下）而改变。吸光、荧光强度和发光是典型的检测方法。例如，用于孔板（或类似地，小瓶阵列）的自动读取器可用于为包含8、48、96或384个孔的典型孔板提供每分钟的高通量（高速）测试。虽然荧光、发光和吸光方法由具有各种形式（包括透明、不透明、半透明和黑色）的孔板的许多可商购获得的板读取器使用，但拉曼板读取器由于使用低功率激光器和低灵敏度ccd的单孔读出模式而罕见且缓慢。基于读数的类型（荧光、拉曼、吸光等），孔板可以表现出来自所选材料的各种背景贡献。因此，应当专门针对选定激光波长下的拉曼应用来评估和选择孔板特性（材料、颜色等）。

3、拉曼显微镜已被用作用于孔板读取的微探针。另一种策略涉及用相对于孔板移动的一个拉曼探针（用x-y平台）扫描96至384个孔。该解决方案涉及96孔板的96个平移运动，这降低了总吞吐量，即整个孔板的数据采集时间。该策略通常牺牲每孔的传感器曝光时间以增加吞吐量（以每分钟处理的孔数为单位），并且通常是使用ccd传感器和低功率激光器的低灵敏度解决方案。在这种情况下，在使用单个探针逐个记录来自96个孔的信号的情况下，线性（或二维（2d），垂直合并）ccd足以用于单光谱采集。

4、用于高速拉曼孔板读取的另一种策略提出了一种透镜阵列光学设置（具有4.5mm间隔的8 × 24个矩阵），其与非偏振分束器立方体组合，该非偏振分束器立方体将单个激光器的输出端分离到多个孔中的每个孔，从而产生每个通道仅约7.5 mw的激光功率。该方法提供192个孔的静态同时采集。然而，相对于使用单独的标准拉曼探针的其他策略，其中这些标准拉曼探针被仔细设计以消除激光路径和拉曼路径之间的串扰，相邻孔之间的杂散光/串扰增加。激光在自由空间中的分裂还可能具有稳定性问题，导致每个通道的低灵敏度以及与低激光功率相关联的低信噪比（snr），特别是对于低浓度样品溶液。这种方法的另一个缺点是它不允许在孔板阵列上同时获取荧光或其他光谱方法。对于192个孔的阵列的单个探针或子部分，也可以不向上或向下调整激光功率。

5、例如，在公开的专利申请us2017/0010153 a1以及us8520204和us6266140中描述了各种其他方法。

6、各种生命科学应用，例如制药药物开发或制造，可以包括在传送带上移动的产品小瓶或流过正方形或圆形或六边形等的管道、流动池的液体。

7、从开发到制造，半导体可以包括晶圆工艺监测和控制、材料分析，其可以使用三轴定位机制来使用拉曼、光致发光或椭圆偏振法对晶圆进行完全扫描，但是在使用单个探针时由于串扰和信噪比限制而需要大量处理时间。浆料和液体、等离子体在这里再次可以通过流动池、管道或通过一个或多个窗口进行分析。

8、能源领域的另一个应用，特别是氢监测，可以利用拉曼信号监测。拉曼光谱可以通过室、流动池、管道上的窗口或使用浸没探针来获取，尽管污染在许多应用中成为问题。所有这些应用中的挑战是实现最佳信噪比，同时保持系统组件的成本合理。

技术实现思路

1、如本文更详细描述的，多轨道拉曼分析仪和方法包括至少两个拉曼探针，该至少两个拉曼探针将来自固体、液体或气体样品的对应点的光提供给具有共享二维传感器的成像光谱仪的输入端，以同时获取对应点的拉曼数据并生成相关联的拉曼光谱。各种类型的样品保持器和样品/探针定位装置或机构可用于分析单个或多个样品的若干点或区域。该系统和方法可用于分析从澄清溶液到浆料的液体样品、固体/粉末、气体或气体和液体样品以及用于晶圆制造的等离子体。固体样品可以包括半导体产品或晶圆、食品、包装、回收物品、能源生产（h2）等。应用可以包括具有传送带的制药制造，该传送带具有两排或多排小瓶、包含晶圆清洁液或浆料的半导体工艺液体流动池、半导体晶圆等，例如从侧面、顶部或底部进行分析。在管道或流动池中流动的液体可以用并行流动的不同样品或具有两个或更多个探针对准以交叉收集/激发的单个流动池来分析。可以基于来自对于到样品的期望点或表面的距离进行检测的距离传感器的信号，或者基于拉曼信号优化或最大化，利用可选的探针自动聚焦，为探针和样品之间的旋转和/或平移相对运动提供样品/探针定位。

2、在各种实施方案中，用于从样品获得拉曼光谱的系统包括：至少一个激光器；至少两个拉曼探针，每个拉曼探针被定位成照射和接收来自所述样品的对应点的光，以同时获取所述样品的拉曼光谱，每个拉曼探针包括光学耦合到所述至少一个激光器的输入端和样品透镜，该样品透镜被配置为接收来自所述输入端的光，将来自所述输入端的所述光聚焦在所述样品的所述对应点上，收集来自所述样品的所述对应点的光，并且将所收集的光引导到输出端；成像光谱仪，该成像光谱仪光学耦合到所述至少两个拉曼探针的输出端，所述成像光谱仪包括衍射光栅（反射式或透射式），所述衍射光栅被配置为将由所述至少两个拉曼探针收集的光引导到单个二维科学级cmos传感器；样品定位装置，该样品定位装置被配置为相对于所述至少两个拉曼探针移动所述样品；探针定位机构，该探针定位机构被配置为沿着至少一个轴平移所述至少两个拉曼探针；以及，至少一个控制器，该至少一个控制器与所述至少一个激光器、所述成像光谱仪、所述样品定位装置以及所述探针定位机构通信，所述至少一个控制器被编程为基于来自所述光谱仪的所述二维科学级cmos传感器的信号同时获取所述样品的所述对应点的拉曼光谱，并且控制所述样品定位装置和所述探针定位机构中的至少一个以改变所述至少两个拉曼探针相对于所述样品的位置。该至少两个拉曼探针中的每个拉曼探针可包括：消色差准直透镜，该消色差准直透镜被定位成接收来自该输入端的光；反射镜，该反射镜被定位成接收来自该消色差准直透镜的光；第一二向色长通滤波器，该第一二向色长通滤波器被配置为将来自该反射镜的具有低于第一截止波长的波长的光反射到该样品透镜，并且透射来自该样品透镜的具有高于该第一截止波长的波长的光；第二二向色长通滤波器，该第二二向色长通滤波器被配置为透射从该第一二向色长通滤波器接收的具有高于第二截止波长的波长的光，并且反射具有低于该第二截止波长的波长的光；以及，消色差收集透镜，该消色差收集透镜被配置为将透射穿过该第二二向色长通滤波器的光聚焦到该输出端。拉曼探针可以相对于彼此位置固定，并且响应于来自至少一个控制器的信号而相对于样品一起移动。样品定位装置可以包括旋转台，该旋转台被配置为响应于来自至少一个控制器的对应信号而旋转样品。探针定位机构可以被配置为响应于来自至少一个控制器的相应信号而相对于样品定位装置沿着正交的x、y和z轴平移拉曼探针。在各种实施方案中，探针定位机构被配置为响应于来自至少一个控制器的对应信号而平移至少两个拉曼探针以控制探针与样品之间的距离。

3、在一个或多个实施方案中，每个拉曼探针的输出端通过至少一个光纤光学耦合到光谱仪的输入端。来自拉曼探针的光纤可以线性地布置在光谱仪的输入端处，其中来自每个拉曼探针的光纤与另一个拉曼探针的光纤间隔开至少一个光纤直径的距离。在一个实施方案中，每个拉曼探针的输出端通过多个光纤光学耦合到光谱仪的输入端，其中来自每个拉曼探针的光纤通过多个无效（inactive）光纤与另一个拉曼探针的光纤间隔开。在一个实施方案中，用于第一拉曼探针的七（7）个有效（active）光纤彼此线性相邻布置，在第一拉曼探针的有效光纤和第二拉曼探针的有效光纤之间具有五（5）个无效光纤。

4、在一个或多个实施方案中，该系统包括多个激光器，其中多个激光器中的每个激光器光学耦合到拉曼探针中的单个不同拉曼探针的输入端。在另一个实施方案中，该系统包括多个激光器，每个激光器与相应的拉曼探针集成。集成激光器可以包含在对应的一个拉曼探针的壳体内。在另一个实施方案中，该系统包括多个激光器，其中多个激光器中的至少两个激光器耦合到单个拉曼探针的输入端。在又一个实施方案中，单个激光器耦合到至少两个拉曼探针的输入端。

5、实施方案还可包括具有至少两个拉曼探针的系统，该至少两个拉曼探针被定位成具有沿公共轴线对准的对应的探针输出端，其中该系统被配置为实现样品在对应的探针输出端之间的移动。样品定位装置可由定位在对应的探针输出端之间的管、比色皿或流通池实现，并且被配置为使样品流过管、比色皿或流通池。控制器可以被编程为对来自拉曼探针的科学级cmos信号求和或以其他方式组合，以生成组合拉曼光谱，其中从至少两个探针输出的激光聚焦在样品的同一点上。样品定位装置可以包括传送器或其他材料处理系统，该传送器或其他材料处理系统被配置为在相对的探针输出端之间移动包含样品的小瓶。科学级cmos传感器的集成电子器件也可以被设计和编程为在每个通道中根据需要组合拉曼光谱，并忽略通道间读出区域。

6、各种实施方案可以包括用于获得移动液体样品的拉曼光谱的系统，该系统包括：至少一个激光器；至少两个拉曼探针，每个拉曼探针沿着公共轴线定位在所述移动液体样品的相对侧上，以照射和接收来自所述移动液体样品的对应点的光，从而同时获取所述样品的拉曼光谱，每个拉曼探针包括光学耦合到所述至少一个激光器的输入端和样品透镜，该样品透镜被配置为接收来自所述输入端的光，将来自所述输入端的所述光聚焦在所述样品的所述对应点上，收集来自所述样品的所述对应点的光，并且将所收集的光引导到输出端；成像光谱仪，该成像光谱仪通过多根光纤光学耦合到所述至少两个拉曼探针的所述输出端，所述至少两个拉曼探针的所述光纤线性地布置在所述成像光谱仪的输入端处，所述成像光谱仪包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为将由所述至少两个拉曼探针收集的光引导到单个二维传感器；以及，与所述至少一个激光器和所述成像光谱仪通信的至少一个控制器，所述至少一个控制器被编程为基于来自所述光谱仪的所述二维传感器的信号同时获取所述样品的所述对应点的拉曼光谱。

7、在各种实施方案中，移动液体样品包括移动通过定位在拉曼探针的输出端之间的管（圆形、正方形或其他形状）的液体，其中拉曼探针各自使对应的输出激光聚焦在移动通过管的移动液体样品的同一点上。控制器可以被编程为对来自二维传感器的与至少两个拉曼探针的输出端对应的信号求和，以生成组合拉曼光谱。在一个实施方案中，二维传感器是无快门ccd传感器。在另一个实施方案中，二维传感器是科学级cmos传感器。

8、该系统的各种实施方案包括多个激光器，其中多个激光器中的每个激光器光学耦合到拉曼探针中的单个拉曼探针的输入端。在其他实施方案中，每个拉曼探针包括可以包含在探针的壳体内的集成激光器。在一个实施方案中，该系统包括多个激光器，其中多个激光器中的至少两个激光器耦合到拉曼探针中的单个拉曼探针的输入端。在另一个实施方案中，该系统包括耦合到至少两个拉曼探针的输入端的激光器。在其他实施方案中，激光器集成在拉曼探针内。在各种实施方案中，移动液体样品包括包含液体样品的小瓶，其中小瓶经由材料处理系统在相对的拉曼探针的输出端之间移动，其中相对的拉曼探针使得对应的输出激光聚焦在不同小瓶内的点处。在这些实施方案中，二维传感器包括科学级cmos传感器，与每个拉曼探针相关联的光纤彼此相邻定位并且和与其他拉曼探针相关联的光纤间隔开对应于至少一个光纤直径的距离，并且控制器被编程为使用来自科学级cmos传感器的信号为每个拉曼探针同时且独立地读取来生成单独的拉曼光谱。该系统可以包括耦合到每个拉曼探针的输入端的单独激光器。在各种实施方案中，每个拉曼探针包括：集成激光器；消色差准直透镜，该消色差准直透镜被定位成接收来自激光器的光；反射镜，该反射镜被定位成接收来自消色差准直透镜的光；第一二向色长通滤波器，该第一二向色长通滤波器被配置为将来自反射镜的具有低于第一截止波长的波长的光反射到样品透镜，并且透射来自样品透镜的具有高于第一截止波长的波长的光；第二二向色长通滤波器，该第二二向色长通滤波器被配置为透射从第一二向色长通滤波器接收的具有高于第二截止波长的波长的光，并且反射具有低于第二截止波长的波长的光；以及，消色差收集透镜，该消色差收集透镜被配置为将透射通过第二二向色长通滤波器的光聚焦到输出端。

9、实施方案还可以包括用于获得流动液体样品的拉曼光谱的系统，该系统包括至少两个激光器；至少两个拉曼探针，每个拉曼探针沿着所述流动液体样品的路径定位，以照射和接收来自所述流动液体样品的对应点的光，从而同时获取所述样品的拉曼光谱，每个拉曼探针包括光学耦合到所述至少两个激光器中的相应一个激光器的输入端和样品透镜，所述样品透镜被配置为接收来自所述输入端的光，将来自所述输入端的所述光聚焦在所述样品的所述对应点上，从所述样品的所述对应点收集光并且将所述所收集光引导到输出端；成像光谱仪，该成像光谱仪通过多个光纤光学耦合到所述至少两个拉曼探针的所述输出端，所述至少两个拉曼探针的所述光纤线性地布置在所述成像光谱仪的输入端处，其中与每个探针相关联的光纤彼此相邻定位，所述成像光谱仪包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为将由所述至少两个拉曼探针收集的光引导到单个二维科学级cmos传感器；以及，与所述至少一个激光器和所述成像光谱仪通信的至少一个控制器，所述至少一个控制器被编程为基于来自所述光谱仪的所述二维cmos传感器的信号同时获取所述样品的所述对应点的拉曼光谱。在一个实施方案中，拉曼探针具有沿着公共轴线以相反方向对准的输出端，其中流动的液体在输出端之间通过，并且控制器被编程为对来自二维cmos传感器的信号求和，以生成对应于至少两个拉曼探针的组合拉曼光谱。在各种实施方案中，与每个探针相关联的光纤和与耦合到成像光谱仪的其他拉曼探针相关联的光纤间隔开对应于至少两个光纤直径的距离，并且控制器被编程为生成与每个拉曼探针相关联的单独拉曼光谱。

10、实施方案还可以包括一种方法，该方法包括：将激光同时聚焦在固体样品的至少两个点上；将来自至少两个点的光同时引导到具有衍射光栅（反射式或透射式）的成像光谱仪，该衍射光栅以波长相关的角度将光重定向到共享的二维科学级cmos传感器；从共享的二维科学级cmos传感器获取与至少两个点相关联的拉曼光谱数据；以及，由至少一个控制器控制固体样品的旋转和聚焦激光的平移，以同时从固体样品的至少两个不同点获取拉曼光谱数据。同时聚焦激光可以包括同时聚焦来自与至少两个点中的每个点相关联的不同激光器的光。同时引导来自所述至少两个点的光可包含将来自所述点中的每个点的所述光耦合到至少一个对应光纤并且在所述光谱仪的输入端处以线性阵列布置所述光纤，与每一点相关联的所述至少一个光纤和与另一点相关联的光纤分隔开对应于至少一个光纤直径的距离。在各种实施方案中，独立于聚焦激光的平移来控制固体样品的旋转。聚焦激光的平移可以包括相对于固体样品在正交的x、y和/或z方向上的平移。

11、一种用于从包含在样品保持器阵列（诸如微型板或孔板）中的至少两个液体样品同时获得光谱测量结果的系统和方法，可以包括具有二维传感器的成像光谱仪，该二维传感器接收在由聚焦激光照射期间由至少两个样品发射的光，该聚焦激光被引导到光谱仪的输入端并被光谱仪的衍射光栅衍射。光谱测量结果可以包括拉曼测量结果和荧光测量结果，以及用相同光谱仪或不同光谱仪获得的各种其他测量结果。为了减少样品间串扰并提高信噪比（snr），至少两个样品可以由在测量期间未被聚焦激光照射的阵列的至少一个样品保持器或孔分离或间隔开。为了减少通道间串扰并进一步改善snr，来自每个样品的在光谱仪传感器上成像的光与对应于拉曼和/或荧光测量结果的任何其他样品的光在空间上分离。光谱探针可以光纤耦合到光谱仪和照明激光器或其他光源，以便于将探针定位在自动液体处理系统的填充和反应腔室内，其中激光器、其他光源、一个或多个控制器和光谱仪定位在反应腔室外部。校准标准件可以集成在孔板保持器内，用于激光波长、强度和/或焦点的自动周期性校准和调整。

12、在一个实施方案中，用于从样品保持器阵列内的液体样品获得拉曼光谱的系统包括：至少一个激光器；至少两个拉曼探针，每个拉曼探针垂直于所述样品保持器阵列定位并且对准以同时获取非相邻样品保持器中的所述液体样品的拉曼光谱，每个拉曼探针包括光学耦合到所述至少一个激光器的输入端和样品透镜，该样品透镜被配置为接收来自所述输入端的光，将来自所述输入端的光聚焦在相关联的液体样品内，收集来自所述相关联的液体样品的光，并且将从所述相关联的液体样品收集的光引导到输出端；光谱仪，该光谱仪光学耦合到所述至少两个拉曼探针的输出端，所述光谱仪包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为将由所述拉曼探针收集的光引导到传感器；机械定位机构，该机械定位机构被配置为调整所述样品保持器阵列与所述至少两个拉曼探针之间的相对位置；以及，与所述至少一个激光器、所述光谱仪和所述机械定位机构通信的至少一个控制器，该至少一个控制器被编程为基于来自所述光谱仪的所述传感器的信号针对所述至少两个非相邻样品架的所述液体样品生成拉曼光谱，并且控制所述定位机构以改变所述至少两个拉曼探针相对于所述样品保持器阵列的位置，以同时获取所述阵列的不同非相邻样品保持器中的所述液体样品的拉曼光谱。

13、在各种实施方案中，每个拉曼探针包括：消色差准直透镜，该消色差准直透镜被定位成接收来自输入端的光；反射镜，该反射镜被定位成接收来自消色差准直透镜的光；第一二向色长通滤波器，该第一二向色长通滤波器被配置为将来自反射镜的具有低于第一截止波长的波长的光反射到样品透镜，并且透射来自样品透镜的具有高于第一截止波长的波长的光；第二二向色长通滤波器，该第二二向色长通滤波器被配置为透射从第一二向色长通滤波器接收的具有高于第二截止波长的波长的光，并且反射具有低于第二截止波长的波长的光；以及，消色差收集透镜，该消色差收集透镜被配置为将透射通过第二二向色长通滤波器的光聚焦到输出端。拉曼探针还可以包括位于消色差准直透镜和反射镜之间的光路中的至少一个带通滤波器。在各种实施方案中，每个拉曼探针的输出端通过至少一个光纤光学耦合到光谱仪的输入端，其中来自拉曼探针的光纤线性布置在光谱仪的输入端处，其中来自每个拉曼探针的光纤与另一个拉曼探针的光纤间隔开至少一个光纤直径的距离。该间隔可以由不承载光的一个或多个无效光纤或死区光纤提供，该一个或多个无效光纤或死区光纤位于线性光纤阵列中与拉曼或荧光探针相关联的光纤之间。来自拉曼探针的光纤可以被布置成比来自荧光探针的输出光纤更靠近线性阵列的中心，使得来自拉曼探针的光被引导成比来自荧光探针的光更靠近光谱仪的传感器的光轴。

14、在一个或多个实施方案中，光谱仪包括衍射光栅，该衍射光栅包括反射式像差校正的全息凹面光栅，并且传感器包括二维成像传感器，诸如科学级cmos传感器或具有快门的ccd传感器。在一个实施方案中，所有拉曼探针和荧光探针光学耦合到具有单个二维传感器的单个光谱仪。其他实施方案包括具有用于每个连接的探针的单独衍射光栅的光谱仪，其中线性ccd传感器由两个或更多个探针共享。实施方案还可包含针对荧光/光致发光数据或拉曼数据优化且光学耦合到相关联探针的单独光谱仪。光谱仪可以包括狭缝，该狭缝位于来自每个拉曼探针的光纤与光谱仪的衍射光栅之间的光路中。狭缝宽度可以由至少一个控制器从多个固定宽度狭缝中选择，或者可以具有由至少一个控制器控制的可变宽度。

15、机械定位机构可以被配置为将样品保持器阵列相对于至少两个拉曼探针（以及荧光探针，当存在时）移动到与阵列中的样品保持器对应的正交x和y位置。还可以控制z轴位置以改变聚焦激光在样品内的位置。定位机构可包括具有一个或多个集成校准标准样品（诸如金刚石样品）的孔板保持器。此外，孔板保持器可以被配置为保持校准板，该校准板具有一个或多个校准标准样品（例如金刚石、硅），和/或包含用于特定应用的定制液体校准样品的孔。至少一个控制器可以被编程为改变拉曼探针和样品保持器阵列之间的相对位置，以改变聚焦激光在液体样品内的位置，同时从光谱仪传感器获取数据以生成拉曼光谱，从而减少或消除样品的局部加热和/或光漂白，并提高样品的均匀性和/或对来自样品内不同位置的测量结果的平均化。

16、各种实施方案可以包括与每个拉曼探针或与少量拉曼探针（例如两个至四个探针）相关联的至少一个激光器。激光器可以是单模或多模激光器。可以为荧光/光致发光探针提供单独的光源，其中多个荧光/光致发光探针连接到单个光源。拉曼和荧光/光致发光探针可以实现为非接触式或浸没式探针。拉曼探针和荧光/光致发光探针可以位于样品上方或下方，并且可以垂直于样品阵列定位。在一个实施方案中，聚焦在样品上或样品内的激光源光在空间上偏离拉曼探针，与样品阵列成一定角度或垂直。照明光源可以定位成与探针的收集光源相对，以提供透射拉曼或荧光测量。

17、在一个实施方案中，附加激光器光学耦合到附加拉曼探针的输入端，该附加拉曼探针具有耦合到光谱仪的输出端，并且被定位成获取不包含在样品保持器阵列中的参考样品的拉曼光谱。

18、在一个或多个实施方案中，一种用于从包含在孔板内的液体样品获得拉曼光谱的系统，包括：至少一个激光器，该至少一个激光器光学耦合到至少两个光纤以选择性地将激光聚焦在包含在孔板的至少两个孔内的样品内，所述至少两个孔由未被聚焦激光照射的至少一个孔分隔开；至少两个拉曼探针，每个拉曼探针与由所述聚焦激光照射的所述孔板的所述至少两个孔中的相关孔对准，每个拉曼探针包括透镜，该透镜被配置为将来自相关联样品的光聚焦在所述拉曼探针的输出端上；光谱仪，所述光谱仪光学耦合到所述至少两个拉曼探针的所述输出端，所述光谱仪包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为将由所述至少两个探针收集的光引导到共享传感器；机械定位机构，所述机械定位机构被配置为调节所述孔板和所述至少两个拉曼探针之间的相对位置；以及，与所述光谱仪和所述机械定位机构通信的至少一个控制器，所述至少一个控制器被编程为基于来自所述光谱仪的所述共享传感器的信号为所述至少两个孔内的所述液体样品生成拉曼光谱，并且控制所述定位机构以改变所述至少两个探针与所述孔板之间的相对位置，以同时获取所述孔板的至少两个不同孔内的所述液体样品的拉曼光谱。相对位置可以包括孔板相对于探针的三维定位。至少两个光纤中的每一个可以将激光以相对于收集从相关联样品发射的光的至少两个拉曼探针中的相关联拉曼探针的角度聚焦在至少两个孔中的相关联的孔内。光纤可以被定位成从相对于拉曼探针的相反方向将激光聚焦在样品内。该系统可以包括与每个光纤相关联的单独激光器。光谱仪可以包括二维传感器，其中拉曼探针的输出端通过在光谱仪的输入端处以线性阵列布置的对应光纤连接到光谱仪的输入端，其中与每个探针相关联的光纤彼此相邻定位并且和与其他探针相关联的光纤间隔开对应于至少一个光纤直径的距离。

19、在各种实施方案中，该系统包括在数量上对应于多个拉曼探针的多个荧光探针，每个荧光探针被固定以与相关联的拉曼探针一起移动，荧光探针与孔板的相关联的孔对准，该相关联的孔由不与任何其他荧光探针或任何拉曼探针对准的至少一个孔间隔开。荧光探针可以光学耦合到光谱仪的输入端，并且至少一个控制器还可以被编程为同时从共享传感器获得荧光数据。在一些实施方案中，荧光探针可以和拉曼探针与相同的孔对齐，同时进行拉曼曝光，随后对与探针相关联的每个孔子集或组同时进行荧光曝光。共享传感器可以包括二维科学级cmos传感器或具有快门的ccd传感器。

20、在一个或多个实施方案中，至少两个拉曼探针的输出端通过对应的光纤连接到光谱仪的输入端，多个荧光探针中的每一个通过至少一个光纤耦合到光谱仪的输入端，每个拉曼探针的光纤线性布置并分组在一起，每个荧光探针的光纤线性布置并分组在一起，每个拉曼探针的分组光纤与任何其他拉曼探针或任何荧光探针的分组光纤间隔开对应于至少一个光纤直径的距离，并且每个荧光探针的分组光纤与任何其他荧光探针或任何拉曼探针的分组光纤间隔开对应于至少一个光纤直径的距离。每个拉曼探针的分组光纤可以定位成比每个荧光探针的分组光纤更靠近线性布置的中心。拉曼探针、荧光探针、耦合到至少一个激光器的至少两个光纤以及机械定位机构可以定位在自动液体处理系统的反应腔室内，其中光谱仪和至少一个激光器定位在反应腔室外。机械定位机构可包括孔板保持器，该孔板保持器具有能够由至少一个控制器定位以与探针中的一个或多个对准的集成校准标准样品。可以响应于从校准标准样品获得的测量结果来调整与对应探针相关联的激光的波长和/或强度。在一些实施方案中，该系统可以包括针对荧光测量优化的第二光谱仪，该第二光谱仪具有光学耦合到多个荧光探针的输出端的输入端。

21、实施方案还可以包括一种方法，该方法包括：将激光同时聚焦在包含在孔板的对应孔中的至少两个样品内，该至少两个样品包含在由至少一个没有聚焦激光照射的孔间隔开的孔中；将由至少两个样品发射的光同时引导到具有衍射光栅的光谱仪，该衍射光栅以波长相关的角度将光重定向到共享传感器；从共享传感器获取与至少两个样品相关联的拉曼光谱数据；以及，由至少一个控制器控制孔板相对于聚焦激光的定位，以同时从包含在孔板的先前未检查孔中的至少两个不同样品获取拉曼光谱数据。同时聚焦激光可以包括同时聚焦来自与至少两个样品中的每一个相关联的不同激光器的光。该方法还可以包括：同时将来自源的光引导到包含在孔板的对应孔中的至少两个样品，每个孔被未被聚焦的激光或来自源的光照射的至少一个孔间隔开；同时将由来自源的光照射的样品发射的光引导到光谱仪的共享传感器；以及，从光谱仪的共享传感器获取与由来自源的光照射的至少两个样品相关联的荧光数据。

22、在至少一个实施方案中，同时引导由至少两个样品发射的光包括将发射的光耦合到针对至少两个样品中的每个样品的至少一个光纤，并且在光谱仪的输入端处以线性阵列布置光纤，与每个样品相关联的光纤被分组在一起并且和与另一样品相关联的光纤分隔开对应于至少一个光纤直径的距离。

23、各种实施方案还可以包括，通过至少一个控制器，将集成在孔板保持器内的校准标准件定位成由聚焦激光照射；从校准标准件获取拉曼光谱数据；以及，基于校准标准件的拉曼光谱数据与校准标准件的先前存储的峰值波长相比来调整聚焦激光的波长。

24、根据本公开的一个或多个实施方案可以提供相关联的优点。例如，各种实施方案提供了使用拉曼光谱和空间偏移拉曼光谱（sors）获得的高通量拉曼测量，以及拉曼光谱与吸光度测量、荧光强度、发光、时间分辨荧光、alpha screen检测和包含在孔板中的样品的许多其他类型的光谱和非光谱测量的各种组合。实施方案可以使用各种类型的二维（2d）传感器（诸如一个或多个ccd、cmos或科学级cmos（科学级cmos）传感器）来提供全孔成像。使用处于其全功率/全孔模式的激光器（任何典型的uv、vis和nir激光器，通常为532 nm和785m），或者在几个孔之间分束的激光输出保持了相当高的激光输出/通道，并有助于调整相关探针的激光波长和/或强度。为每个通道分配拉曼探针确保了最佳灵敏度、低杂散光和最大化的snr。该系统可以使用嵌入在板保持器中的一个或多个校准标准件或包含一个或多个校准标准件的校准孔板和/或被配置为包含液体校准样品的孔提供自动校准。光纤耦合的拉曼探针可以与自动板处理器系统结合，该自动板处理器系统定位在填充和反应腔室内并且耦合到远程定位的激光器和光谱仪，以实现实时或接近实时的光谱获取，用于实时监测孔板内的反应，而无需在分析之前淬灭或稀释。各种实施方案可以包括与自动板处理器系统集成，该自动板处理器系统将孔板从填充和反应腔室自动转移到分析室，以通过多探针系统进行拉曼数据采集。