便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]拉曼光譜(Ramanspectra)，是一種非彈性散射光譜。拉曼光譜分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng)，對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射.彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的成分，非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分，統(tǒng)稱(chēng)為拉曼效應(yīng)。
[0003]激光器的問(wèn)世，提供了優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度單色光，有力推動(dòng)了拉曼散射的研究及其應(yīng)用。拉曼光譜可以提供快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、且更重要的是無(wú)損傷的定性定量分析，它無(wú)需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過(guò)光纖探頭或者通過(guò)玻璃、石英、和光纖測(cè)量。
[0004]拉曼光譜檢測(cè)是屬于微弱信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域。目前，拉曼光譜儀用于物質(zhì)檢測(cè)時(shí)，熒光是干擾拉曼光譜檢測(cè)的主要因素，雖然熒光一般比拉曼光譜高4到6個(gè)量級(jí)，通常可以通過(guò)算法對(duì)熒光基線進(jìn)行較正，但當(dāng)拉曼信號(hào)很弱時(shí)，可能無(wú)法提取到有效的拉曼光譜信號(hào)。因此，如何消除熒光干擾成為需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決上面描述的問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種解決以上問(wèn)題中的任何一個(gè)的一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明提供一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)，能夠消除拉曼信號(hào)采集時(shí)的熒光干擾。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)，包括:光學(xué)透鏡組，光譜儀，第一激光器，第一平面反射鏡，第二激光器，第二平面反射鏡，其中:
[0007]所述光學(xué)透鏡組置于待測(cè)物質(zhì)和光譜儀之間；
[0008]所述第一激光器置于所述光學(xué)透鏡組和所述光譜儀之間的垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的位置，所發(fā)射的第一激光在垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的方向上照向光學(xué)透鏡組軸心，所述第一平面反射鏡置于遠(yuǎn)離所述光學(xué)透鏡組軸線且與所述光學(xué)透鏡組的軸線和第一激光均為45度夾角的位置，將側(cè)向垂直入射的第一激光經(jīng)90度反射后變?yōu)榕c所述光學(xué)透鏡組軸線平行的光入射到所述光學(xué)透鏡組上，第一激光經(jīng)光學(xué)透鏡組聚焦后照射到待測(cè)物質(zhì)表面；
[0009]所述第二激光器置于所述光學(xué)透鏡組和所述光譜儀之間的垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的位置，所發(fā)射的第二激光在垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的方向上照向光學(xué)透鏡組軸心，所述第二平面反射鏡置于遠(yuǎn)離所述光學(xué)透鏡組軸線且與所述光學(xué)透鏡組的軸線和第二激光均為45度夾角的位置，將側(cè)向垂直入射的第二激光經(jīng)90度反射后變?yōu)榕c所述光學(xué)透鏡組軸線平行的光入射到所述光學(xué)透鏡組上，第二激光經(jīng)光學(xué)透鏡組聚焦后照射到待測(cè)物質(zhì)表面；
[0010]所述光學(xué)透鏡組，用于將待測(cè)物質(zhì)表面被激發(fā)的拉曼光聚焦后傳導(dǎo)至所述光譜儀。
[00?1 ] 所述第一激光器103是680nm激光器;所述第一激光是680nm激光。所述第二激光器103是68511111激光器;所述第二激光是685nm激光。
[0012]所述光譜儀的入射狹縫位于所述光學(xué)透鏡組的焦點(diǎn)處。
[0013]所述便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)一步還可包括傳導(dǎo)光纖，所述傳導(dǎo)光纖的第一端置于所述光學(xué)透鏡組的靠近光譜儀側(cè)的第一焦點(diǎn)，傳導(dǎo)光纖的第二端置于光譜儀的入射狹縫處。
[0014]所述第一激光器和所述第二激光器位于穿過(guò)所述光學(xué)透鏡組軸線的同一平面上。
[0015]本發(fā)明的一種基于側(cè)向激發(fā)的雙波長(zhǎng)激光來(lái)進(jìn)行熒光消除的便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)，利用拉曼光譜的強(qiáng)度對(duì)空間角度不敏感的特性來(lái)減少拉曼測(cè)量中熒光的干擾，在低信號(hào)強(qiáng)度時(shí)可有效消除熒光干擾。
[0016]參照附圖來(lái)閱讀對(duì)于示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其他特性特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。
【附圖說(shuō)明】
[0017]并入到說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在這些附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記用于表示類(lèi)似的要素。下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1示例性地示出了便攜側(cè)向雙波長(zhǎng)消熒光拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0020]拉曼光譜檢測(cè)時(shí)，熒光是干擾拉曼光譜測(cè)量的主要因素。通常熒光強(qiáng)度比拉曼光譜強(qiáng)度高4到6個(gè)量級(jí)，盡管可通過(guò)算法對(duì)熒光基線進(jìn)行較正，但當(dāng)拉曼信號(hào)很弱時(shí)，可能無(wú)法提取到拉曼信號(hào)。因此，如何在低信號(hào)強(qiáng)度時(shí)消除熒光干擾成為需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0021]本發(fā)明提出了一種基于側(cè)向激發(fā)的雙波長(zhǎng)激光來(lái)進(jìn)行熒光消除的便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)。我們研究發(fā)現(xiàn)熒光的強(qiáng)度類(lèi)似于朗勃體，在空間中強(qiáng)度分布隨角度變化，而拉曼光譜的強(qiáng)度對(duì)空間角度不敏感，因此就可以利用這個(gè)特性來(lái)減少拉曼測(cè)量中熒光的干擾。
[0022]輻射亮度L與觀察角Θ無(wú)關(guān)的輻射源稱(chēng)為“朗伯源”，輻射源各方向上的輻射亮度不變，輻射強(qiáng)度隨觀察方向與面源法線之間的夾角Θ的變化遵守余弦規(guī)律，這類(lèi)輻射源稱(chēng)為朗伯輻射體。例如絕對(duì)黑體和理想漫反射體就是兩種典型的朗伯體。一個(gè)理想的漫射面，應(yīng)遵循朗伯定律，即不管入射光來(lái)自何方，沿各方向漫射光的發(fā)光強(qiáng)度總與cos(0)成正比，從而亮度相同。積雪、刷粉的白墻或十分粗糙的白紙表面，都很接近這類(lèi)理想的漫射面。這類(lèi)物體稱(chēng)為朗伯反射體。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的便攜式消熒光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)100，用于對(duì)待測(cè)物質(zhì)101進(jìn)行拉曼光譜檢測(cè)，該系統(tǒng)100包括:光學(xué)透鏡組106，光譜儀107，第一激光器102，第一平面反射鏡104，第二激光器103，第二平面反射鏡105，其中:
[0024]所述光學(xué)透鏡組106置于待測(cè)物質(zhì)101和光譜儀107的入射狹縫之間，且所述光譜儀107的入射狹縫位于所述光學(xué)透鏡組106的焦點(diǎn)處；
[0025]所述第一激光器102置于所述光學(xué)透鏡組和所述光譜儀之間的垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的位置，所發(fā)射的第一激光在垂直于所述光學(xué)透鏡組軸線的方向上照向軸心，所述第一平面反射鏡104置于遠(yuǎn)離所述光學(xué)透鏡組軸線且與所述光學(xué)透鏡組的軸線和第一激光均為45度夾角的位置，將側(cè)向垂直入射的第一激光經(jīng)90度反射后變?yōu)榕c所述光學(xué)透鏡組軸線平行的光入射到所述光學(xué)透鏡組上，第一激光經(jīng)光學(xué)透鏡組聚焦后照射到待測(cè)物