030]圖2為本實(shí)用新型對(duì)某樣品的多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量結(jié)果。
[0031](a)三波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量圖；
[0032](b)算法處理提取的拉曼光譜圖
[0033]圖中
[0034]1-第一激光器
[0035]1-1第一激光器的激光發(fā)射源1-2第一激光器的熱敏電阻溫度傳感器
[0036]1-3第一激光器的半導(dǎo)體制冷器 1-4第一激光器的光電探測(cè)器
[0037]2-第二激光器
[0038]2-1第二激光器的激光發(fā)射源 2-2第二激光器的熱敏電阻溫度傳感器
[0039]2-3第二激光器的半導(dǎo)體制冷器 2-4第二激光器的光電探測(cè)器
[0040]3-第三激光器
[0041]3-1第三激光器的激光發(fā)射源 3-2第三激光器的熱敏電阻溫度傳感器
[0042]3-3第三激光器的半導(dǎo)體制冷器 3-4第三激光器的光電探測(cè)器
[0043]4-第一激光器控制模塊5-第二激光器控制模塊6-第三激光器控制模塊
[0044]7-光纖光開關(guān)8-拉曼探頭 9-待測(cè)樣品 10-樣品池
[0045]11-光柵分光模塊12-光譜數(shù)據(jù)采集模塊 13-算法處理模塊
【具體實(shí)施方式】
[0046]參見圖1，本實(shí)用新型裝置包括第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第一激光器控制模塊4、第二激光器控制模塊5、第三激光器控制模塊6、光纖光開關(guān)7、拉曼探頭8、待測(cè)樣品9、樣品池10、光柵分光模塊11、光譜數(shù)據(jù)采集模塊12、算法處理模塊13。其中第一激光器I包含激光發(fā)射源1-1、熱敏電阻溫度傳感器1-2、半導(dǎo)體制冷器1-3、光電探測(cè)器1-4。第二激光器2包含激光發(fā)射源2-1、熱敏電阻溫度傳感器2-2、半導(dǎo)體制冷器2-3、光電探測(cè)器2-4。第三激光器3包含激光發(fā)射源3-1、熱敏電阻溫度傳感器3-2、半導(dǎo)體制冷器3-3、光電探測(cè)器3_4。
[0047]所述的第一激光器驅(qū)動(dòng)模塊4與第一激光器I的激光發(fā)射源1-1相連，用于設(shè)置第一激光器I的電流；第一激光器驅(qū)動(dòng)模塊4與第一激光器I的熱敏電阻溫度傳感器1-2相連，用于監(jiān)控第一激光器I的溫度；第一激光器驅(qū)動(dòng)模塊4與第一激光器I的半導(dǎo)體制冷器1-3相連，用于對(duì)第一激光器I進(jìn)行加熱或制冷；第一激光器驅(qū)動(dòng)模塊4與第一激光器I的光電探測(cè)器1-4相連，用于采集第一激光器I的功率。
[0048]所述的第二激光器驅(qū)動(dòng)模塊5與第二激光器2的激光發(fā)射源2-1相連，用于設(shè)置第二激光器2的電流，第二激光器驅(qū)動(dòng)模塊5與第二激光器2的熱敏電阻溫度傳感器2-2相連，用于監(jiān)控第二激光器(2)的溫度；第二激光器驅(qū)動(dòng)模塊(5)與第二激光器(2)的半導(dǎo)體制冷器2-3相連，用于對(duì)第二激光器2進(jìn)行加熱或制冷；第二激光器驅(qū)動(dòng)模塊5與第二激光器2的光電探測(cè)器2-5相連，用于采集第二激光器2的功率。
[0049]所述的第三激光器驅(qū)動(dòng)模塊6與第三激光器3的激光發(fā)射源3-1相連，用于設(shè)置第三激光器3的電流；第三激光器驅(qū)動(dòng)模塊6與第三激光器3的熱敏電阻溫度傳感器3-2相連，用于監(jiān)控第三激光器3的溫度；第三激光器驅(qū)動(dòng)模塊6與第三激光器3的半導(dǎo)體制冷器3-3相連，用于對(duì)第三激光器3進(jìn)行加熱或制冷；第三激光器驅(qū)動(dòng)模塊6與第三激光器3的光電探測(cè)器3-5相連，用于采集第三激光器3的功率。
[0050]第一激光器I與光纖光開關(guān)7通過光纖連接，第二激光器2與光纖光開關(guān)7通過光纖連接，第三激光器3與光纖光開關(guān)7通過光纖連接，光纖光開關(guān)7與拉曼探頭8通過光纖連接，待測(cè)樣品9放置于樣品池10中，拉曼探頭8與光柵分光模塊11通過光纖連接，光柵分光模塊11與光譜數(shù)據(jù)采集模塊12相連用于數(shù)據(jù)反饋及參數(shù)設(shè)置，光譜數(shù)據(jù)采集模塊12與算法處理模塊13相連用于數(shù)據(jù)反饋。該算法處理模塊13為現(xiàn)有技術(shù)。
[0051]其中，光柵分光模塊(11)里采用高靈敏度的薄型面陣(XD。
[0052]利用多波長(zhǎng)移頻激發(fā)待測(cè)樣品，進(jìn)行拉曼光譜測(cè)量，包括如下步驟:
[0053]I)將待測(cè)樣品9放置在樣品池10里；
[0054]2)啟動(dòng)第一激光器控制模塊4、第二激光器控制模塊5、第三激光器控制模塊6，等待激光器控制模塊達(dá)到設(shè)定溫度和功率，保證第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3的波長(zhǎng)穩(wěn)定性，其中，第一激光器I的波長(zhǎng)為784.5nm，第二激光器2的波長(zhǎng)為785.0nm，第三激光器3的波長(zhǎng)為785.5nm ;啟動(dòng)光譜數(shù)據(jù)采集模塊12對(duì)光柵分光模塊11里的CXD進(jìn)行制冷，等待達(dá)到設(shè)定的溫度。
[0055]3)通過光纖光開關(guān)7切換激光器1、激光器2、激光器3，分別傳輸?shù)嚼筋^8，拉曼探頭8傳輸激光聚焦照射到待測(cè)樣品9上。
[0056]4)拉曼探頭8收集樣品產(chǎn)生的拉曼散射光并濾除瑞利散射光，并將其通過光纖傳輸至光柵分光模塊11。
[0057]5)光柵分光模塊11使拉曼散射光按波長(zhǎng)在空間上分開，并聚焦到探測(cè)器CCD的感光面上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到光譜電信號(hào)，并通過光譜數(shù)據(jù)采集模塊12進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0058]6)光譜數(shù)據(jù)采集模塊12將光譜數(shù)據(jù)傳輸給算法處理模塊13。
[0059]7)重復(fù)步驟3)-6)，可以得到被測(cè)樣品在不同波長(zhǎng)激光下的拉曼光譜。最后算法處理模塊13進(jìn)行相關(guān)的算法處理，獲得被測(cè)樣品的拉曼光譜；
[0060]所述的激光控制模塊4由驅(qū)動(dòng)恒流源、溫度控制單元組成，實(shí)現(xiàn)激光器的溫度穩(wěn)定性為0.1°C，激光器波長(zhǎng)在24小時(shí)內(nèi)波動(dòng)為8pm。所述的光譜數(shù)據(jù)采集模塊12對(duì)光柵分光模塊11里的CXD進(jìn)行制冷可達(dá)到-15°C。
[0061]此外，圖2為本實(shí)用新型裝置推薦工作方式即三波長(zhǎng)激光移頻激發(fā)下的測(cè)量及算法處理結(jié)果，圖2(a)為裝置對(duì)某樣品的拉曼光譜測(cè)量結(jié)果，圖2(b)為算法處理提取的拉曼光譜圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、第三激光器(3)、第一激光器控制模塊(4)、第二激光器控制模塊(5)、第三激光器控制模塊(6)、光纖光開關(guān)(7)、拉曼探頭(8)、樣品池(10)、光柵分光模塊(11)、光譜數(shù)據(jù)采集模塊(12)、算法處理模塊(13); 其中第一激光器(I)、第二激光器(2)和第三激光器(3)分別包含一激光發(fā)射源、一熱敏電阻溫度傳感器、一半導(dǎo)體制冷器、一光電探測(cè)器； 第一激光器控制模塊(4)與第一激光器(I)的激光發(fā)射源(1-1)相連用于設(shè)置第一激光器(I)的電流，第一激光器控制模塊(4)與第一激光器(I)的熱敏電阻溫度傳感器(1-2)相連用于監(jiān)控第一激光器(I)的溫度，第一激光器控制模塊(4)與第一激光器(I)的半導(dǎo)體制冷器(1-3)相連用于對(duì)第一激光器(I)進(jìn)行加熱或制冷，第一激光器控制模塊(4)與第一激光器(I)的光電探測(cè)器(1-4)相連用于采集第一激光器(I)的功率； 第二激光器控制模塊(5)與第二激光器(2)的激光發(fā)射源(2-1)相連用于設(shè)置第二激光器(2)的電流，第二激光器控制模塊(5)與第二激光器(2)的熱敏電阻溫度傳感器(2-2)相連用于監(jiān)控第二激光器(2)的溫度，第二激光器控制模塊(5)與第二激光器(2)的半導(dǎo)體制冷器(2-3)相連用于對(duì)第二激光器(2)進(jìn)行加熱或制冷，第二激光器控制模塊(5)與第二激光器(2)的光電探測(cè)器(2-5)相連用于采集第二激光器(2)的功率； 第三激光器控制模塊(6)與第三激光器(3)的激光發(fā)射源(3-1)相連用于設(shè)置第三激光器(3)的電流，第三激光器控制模塊(6)與第三激光器(3)的熱敏電阻溫度傳感器(3-2)相連用于監(jiān)控第三激光器(3)的溫度，第三激光器控制模塊(6)與第三激光器(3)的半導(dǎo)體制冷器(3-3)相連用于對(duì)第三激光器(3)進(jìn)行加熱或制冷，第三激光器控制模塊(6)與第三激光器(3)的光電探測(cè)器(3-5)相連用于采集第三激光器(3)的功率； 第一激光器(I)與光纖光開關(guān)(7)通過光纖連接，第二激光器(2)與光纖光開關(guān)(7)通過光纖連接，激光器(3)與光纖光開關(guān)(7)通過光纖連接，光纖光開關(guān)(7)與拉曼探頭(8)通過光纖連接，待測(cè)樣品(9)放置于樣品池(10)中，拉曼探頭(8)與光柵分光模塊(11)通過光纖連接，光柵分光模塊(11)與光譜數(shù)據(jù)采集模塊(12)相連用于數(shù)據(jù)反饋及參數(shù)設(shè)置，光譜數(shù)據(jù)采集模塊(12)與算法處理模塊(13)相連用于數(shù)據(jù)反饋。2.如權(quán)利要求1所述的一種多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:第一激光器(I)的發(fā)射波長(zhǎng)為為784.5nm，第二激光器(2)的發(fā)射波長(zhǎng)為785.0nm，第三激光器(3)的發(fā)射波長(zhǎng)為785.5nm。3.如權(quán)利要求1所述的一種多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一激光控制模塊(4)由驅(qū)動(dòng)恒流源、溫度控制單元組成。4.如權(quán)利要求1所述的一種多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述的光譜數(shù)據(jù)采集模塊(12)設(shè)有對(duì)光柵分光模塊(11)里的CCD進(jìn)行制冷的單元。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多波長(zhǎng)移頻激發(fā)的拉曼光譜測(cè)量系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)用于產(chǎn)生固定波長(zhǎng)激光的半導(dǎo)體激光器；至少兩個(gè)用于控制激光器參數(shù)的激光器器控制模塊；用于切換半導(dǎo)體激光器光源的光纖光開關(guān)；用于對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行聚焦激發(fā)，并收集樣品產(chǎn)生的拉曼光信號(hào)的拉曼探頭；用于放置待測(cè)樣品的樣品池；用于對(duì)拉曼光信號(hào)進(jìn)行空間分開的光柵分光模塊；用于對(duì)拉曼光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光譜數(shù)據(jù)采集模塊；用于對(duì)拉曼光譜進(jìn)行分析提取的算法處理模塊。本系統(tǒng)基于移頻激發(fā)法，利用多個(gè)基于體布拉格光柵技術(shù)的固定波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器作為激光光源，克服了常用的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)不穩(wěn)定或裝置復(fù)雜等缺點(diǎn)，有效抑制熒光干擾，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)熒光背景的拉曼光譜檢測(cè)。
【IPC分類】G01N21/65
【公開號(hào)】CN204630935
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520078810
【發(fā)明人】吳景林, 范賢光, 許英杰, 盧仙聰, 湯明, 闕靖
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年2月4日