[實用新型]一種基于拉曼散射的物質檢測裝置

有效

• 申請號: 201420425161.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN204028005U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 高秀敏;樊兆華
• 申請（專利權）人: 高秀敏
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，涉及一種物質檢測裝置，特別是一種基于拉曼濾光片濾波的非氣態物質檢測裝置，主要用于食品安全、環境監測、質量控制、生化分析、生命科學、醫學醫藥、節能減排、過程控制、風險評估等領域中的非氣態物質檢測。

背景技術

非氣態物質檢測需求廣泛存在于食品安全、環境監測、質量控制、生化分析、生命科學、醫學醫藥、節能減排、過程控制、風險評估等領域，并且對相關領域發展起著非常重要的作用。在線技術中，存在基于拉曼的非氣態物質檢測裝置，例如參見褚小立編著的《化學計量學方法與分子光譜分析技術》一書中第331頁中提到的便攜式非氣態物質激光拉曼檢測裝置有：B&W?Tek公司的便攜式拉曼光譜儀、Thermo?TruScan便攜式拉曼光譜儀、Agiltron公司RSL?PLUS便攜式拉曼光譜儀、美國DeltaNu公司Inspector便攜式拉曼光譜儀、Inphotonics公司的InPhotote^TM便攜式拉曼光譜儀此在先技術具有一定優點，但是仍存在一些本質不足系統只均采用含有色散元件的光譜檢測原理，檢測寬光譜信息，使用線陣光電光感器，導致系統結構復雜、構建靈活度不高、裝置體積難于微型化、實現成本高、模塊化程度不高、適用范圍受影響、不便于集成和功能擴展。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中存在的技術問題提出了一種基于拉曼散射的物質檢測裝置，具體方案如下：

一種基于拉曼散射的物質檢測裝置，包括光源，沿所述光源出射光束光路方向依次設有待測物質、拉曼濾波片和光電傳感器，所述的待測物質外圍設有使光束經反射后朝向所述光路方向傳播的反射罩。

本實用新型的基本構思是：采用拉曼特征譜提取技術，基于拉曼濾光片(窄帶濾光片，用于濾光得到特定波段的拉曼散射光)濾波，光源出射光束照射到非氣態待測物質，待測物質經入射光作用發生散射效應并產生散射光，激發得到的散射光(向各個方向發散傳播)經置于待測物質外圍的反射罩反射后朝向入射光光路方向傳播，隨后散射光經拉曼濾波片過濾后入射至光電傳感器的受光面，由光電傳感器接收特征拉曼光譜信息，并經分析后得到被檢測物質信息。在待測物質外圍設置反射罩可使原本向各個方向發散的散射光朝向入射光光路方向傳播，增強了光電傳感器受光面接收到的拉曼特征光譜強度，從而使檢測靈敏度提高。

作為優選，所述的光源與所述的反光罩之間設有光束整形裝置。光束整形裝置用于對光源出射光束進行整形，如擴束、準直等，以滿足系統對光源出射光束的要求。

作為優選，所述的光源和所述的待測物質之間設有第一聚焦透鏡。該第一聚焦透鏡的作用為將光源出射光束聚焦到待測物質放置區域，以增強散射效應。

作為優選，所述的反射罩和所述的拉曼濾波片之間設有焦點位于所述光電傳感器受光面的第二聚焦透鏡。該第二聚焦透鏡置于待測物質之后用于聚焦散射光，其本質在于收集更多的拉曼散射光進入后續光路系統，以進一步提高裝置光信號強度，改善裝置檢測性能。

作為優選，所述的濾波片抵貼于所述的光電傳感器的受光面，且所述濾波片的尺寸大于所述光電傳感器的受光面的尺寸。濾波片緊貼于光電傳感器受光面之前并使濾波片的尺寸略大于光電傳感器的受光面尺寸，如此設置的目的在于：一方面，盡可能減少濾波片的尺寸以降低系統成本；另一方面，濾除除拉曼特征光譜散射光(目標光束)之外的其他雜光，降低系統噪聲。

作為優選，所述的反射罩為兩端開口的旋轉拋物面，且所述待測物質置于所述旋轉拋物面反射罩的焦點區域。由解析幾何知識可知，光束由拋物面焦點位置出射經拋物面反射后可得到平行光線，所以將待測物質置于拋物面反射罩的焦點區域使其受入射光激發后產生的散射光經反射罩反射后的傳播方向朝向入射光光路方向，從而增強了拉曼散射光的強度，最終使測量強度得到增強。其中，反光罩的兩端開口，口徑較小的開口朝向光源方向，口徑較大的開口朝向光電傳感器方向。

與現有技術相比，本實用新型的優點：