[發明專利]拉曼光譜系統及拉曼光譜測量方法

有效

• 申請號: 201410034231.4
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN103868906B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 陳志強;張麗;李元景;劉以農;趙自然;李明亮;蓋洪峰;王紅球;俞冬梅
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司;清華大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張濤,劉春元

本申請是2008年6月27日提交的、申請號為200810115790.2的同名申請的分案。

技術領域

本發明涉及一種拉曼光譜系統。本發明還涉及一種利用該系統測量被檢物的拉曼光譜的方法。

背景技術

光照射到物質上時會發生散射。在發生散射時，大部分散射光的波長并不發生變化，這種波長不發生變化的散射稱為瑞利散射；少部分散射光的波長會增大或減小，這種波長發生變化的散射稱作拉曼散射，其對應的光譜稱為拉曼光譜。拉曼光譜屬于分子的振動光譜。每一種物質都有自己的特征拉曼光譜，所以，拉曼光譜可以作為識別物質的“指紋”。

拉曼光譜識別物質的能力依賴于拉曼光譜分析儀的分辨率。分辨率與光譜分析儀的焦距、光柵刻線數等有關。一般情況下，為了提高分辨率，需要采用焦距足夠大的拉曼光譜分析儀，這時整套系統的體積必然會增大，從而喪失了便攜性。此外，拉曼光譜分析儀中的部分光學元件價格昂貴，且對環境的潔凈度、溫度、濕度等要求較為苛刻，影響了拉曼光譜分析儀在安全檢查、環境監測、化學分析、藥物檢測、食品檢測等領域的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種拉曼光譜系統，該系統能夠兼顧分辨率和便攜性，并且可以適應不同環境的檢測現場的要求，而不會受到環境的潔凈度、溫度、濕度等要求的限制。

根據本發明的一個方面，提供一種拉曼光譜系統，包括檢測中心，包括至少一個光源，用于輸出激發被檢物產生拉曼散射光的激發光；分析裝置，用于獲得被檢物的拉曼光譜。還包括至少一個檢測終端，每個檢測終端包括至少一個拉曼探頭，所述每個拉曼探頭將激發光引導至被檢物，并將被檢物產生的拉曼散射光傳送回檢測中心。

根據本發明的優選實施方式，所述檢測中心還包括分束器，用于將光源輸出的激發光分成多束。

根據本發明的優選實施方式，所述分束器包括一級或多級分束器，當分束器為多級時，可以在兩級分束器之間設置功率放大器，用于放大激發光。

根據本發明的優選實施方式，所述檢測中心還包括控制裝置，用于控制所述至少一個光源和分析裝置的操作，并對分析裝置獲得的拉曼光譜進行處理。

根據本發明的優選實施方式，所述控制裝置具有用于存儲標準拉曼光譜數據庫的存儲器，在所述控制裝置對分析裝置所獲得的拉曼光譜進行處理時，將被檢物的拉曼光譜與從存儲器中讀取的標準拉曼光譜進行比較，以確定該被檢物是否含有不符合規定的物質。

根據本發明的優選實施方式，所述檢測中心還包括：轉換器，用于轉換所述拉曼光譜并將轉換后的拉曼光譜傳送給控制裝置；通信裝置，用于在檢測中心和檢測終端之間傳送數據。

根據本發明的優選實施方式，所述控制裝置將比較結果通過所述通信裝置分別傳送給各自的檢測終端。

根據本發明的優選實施方式，所述檢測終端還包括：控制器，用于接收檢測指令，控制所述至少一個拉曼探頭；通信裝置，用于在檢測中心和檢測終端之間傳送數據。

根據本發明的優選實施方式，所述通信裝置是有線通信裝置或無線通信裝置。

根據本發明的優選實施方式，所述檢測中心還包括耦合裝置，用于將來自光源的激發光耦合到所述至少一個拉曼探頭中，以及將來自所述至少一個拉曼探頭的拉曼散射光傳送給分析裝置。

根據本發明的另一方面，提供一種測量被檢物的拉曼光譜的方法，所述方法包括步驟：a)控制至少一個光源使該光源發射激發光；b)控制至少一個檢測終端，使所述至少一個檢測終端中的至少一個拉曼探頭用該激發光照射被檢物，并收集被檢物的拉曼散射光；c)分析該拉曼散射光，以獲得被檢物的拉曼光譜。

根據本發明方法的優選實施方式，還包括步驟d)將被檢物的拉曼光譜與標準拉曼光譜進行比較，以確定該被檢物是否含有不符合規定的物質。

根據本發明的優選實施方式，所述步驟b)包括：e)自動檢查所述至少一個拉曼探頭是否連接了功率放大器；f)在檢查到連接了功率放大器的情況下，檢查該功率放大器是否啟動；如果未啟動，則啟動該功率放大器；g)控制所述至少一個拉曼探頭自動檢查光源是否啟動；如果光源未啟動則啟動光源；h)用來自光源的激發光照射被檢物，并收集被檢物的拉曼散射光。

根據本發明方法的優選實施方式，還包括步驟i)將各檢測終端的比較結果傳送給各自的檢測終端。