便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(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)，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息，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)光波長相同的成分，非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分，統(tǒng)稱為拉曼效應(yīng)。
[0003]激光器的問世，提供了優(yōu)質(zhì)高強度單色光，有力推動了拉曼散射的研究及其應(yīng)用。拉曼光譜可以提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量。
[0004]拉曼光譜檢測是屬于微弱信號檢測領(lǐng)域。目前，拉曼光譜儀用于物質(zhì)檢測時，熒光是干擾拉曼光譜檢測的主要因素，雖然熒光一般比拉曼光譜高4到6個量級，通?？梢酝ㄟ^算法對熒光基線進行較正，但當拉曼信號很弱時，可能無法提取到有效的拉曼光譜信號。因此，如何消除熒光干擾成為需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決上面描述的問題。本發(fā)明的一個目的是提供一種解決以上問題中的任何一個的一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明提供一種便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)，能夠消除拉曼信號采集時的熒光干擾。
[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物質(zhì)表面；
[0010]所述光學(xué)透鏡組，用于將待測物質(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)透鏡組的焦點處。
[0013]所述便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)，進一步還可包括傳導(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，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)的雙波長激光來進行熒光消除的便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)，利用拉曼光譜的強度對空間角度不敏感的特性來減少拉曼測量中熒光的干擾，在低信號強度時可有效消除熒光干擾。
[0016]參照附圖來閱讀對于示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其他特性特征和優(yōu)點將變得清晰。
【附圖說明】
[0017]并入到說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在這些附圖中，類似的附圖標記用于表示類似的要素。下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，而不是全部實施例。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)向雙波長消熒光拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0019]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0020]拉曼光譜檢測時，熒光是干擾拉曼光譜測量的主要因素。通常熒光強度比拉曼光譜強度高4到6個量級，盡管可通過算法對熒光基線進行較正，但當拉曼信號很弱時，可能無法提取到拉曼信號。因此，如何在低信號強度時消除熒光干擾成為需要解決的技術(shù)問題。
[0021]本發(fā)明提出了一種基于側(cè)向激發(fā)的雙波長激光來進行熒光消除的便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)。我們研究發(fā)現(xiàn)熒光的強度類似于朗勃體，在空間中強度分布隨角度變化，而拉曼光譜的強度對空間角度不敏感，因此就可以利用這個特性來減少拉曼測量中熒光的干擾。
[0022]輻射亮度L與觀察角Θ無關(guān)的輻射源稱為“朗伯源”，輻射源各方向上的輻射亮度不變，輻射強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，這類輻射源稱為朗伯輻射體。例如絕對黑體和理想漫反射體就是兩種典型的朗伯體。一個理想的漫射面，應(yīng)遵循朗伯定律，即不管入射光來自何方，沿各方向漫射光的發(fā)光強度總與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，都很接近這類理想的漫射面。這類物體稱為朗伯反射體。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的便攜式消熒光拉曼光譜檢測系統(tǒng)100，用于對待測物質(zhì)101進行拉曼光譜檢測，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物