[發明專利]一種集成化、可成像式便攜激光拉曼光譜檢測儀

在審

• 申請號: 201510334471.0
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104931479A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 徐蔚青;陳雷;徐抒平;耿乙迦;陳剛;田中群;劉向源;王海龍;趙冰;周向華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋;王恩遠

1.一種集成化、可成像式便攜激光拉曼光譜檢測儀，其特征在于：

a、由激光管(3)、機械位移模塊、電機與光源供電模塊(7)、集成光路模塊(8)和高靈敏度微型光譜儀(5)五部分組成，這五部分共同集成安裝在儀器框架(1)內；

b、機械位移模塊由一部微型直流電機(6)和一個精細位移臺(2)組成，微型直流電機(6)豎直固定在精細位移臺(2)的側面，集成光路模塊(8)固定在精細位移臺(2)上；

c、集成光路模塊(8)包括顯微成像光路和激光拉曼光譜激發與采集光路兩部分，通過集成光路模塊(8)內的二向色分光鏡(12)將顯微成像光路和激光拉曼光譜激發與采集光路集成在一起；

d、激光拉曼光譜激發與采集光路由擴束透鏡組、帶通濾光片、二向色分光鏡、聚焦透鏡組和物鏡構成；由激光管(3)發出的激光通過光纖傳輸后再通過光纖耦合器(23)將激光輸送至集成光路模塊(8)內，沿水平方向經擴束透鏡組(15)擴束或變成平行光，再經過帶通濾光片(16)濾掉雜散光，然后以45度的入射角入射到785nm雙色分光鏡(17)上，反射光沿豎直方向從下向上經二向色分光鏡(12)透射，再由物鏡(10)聚焦后經檢測窗口(4)照射到樣品(30)表面上；樣品(30)表面在入射光激發下產生的拉曼信號經由物鏡(10)收集，沿豎直方向從上向下依次經過二向色分光鏡(12)、785nm雙色分光鏡(17)，再經過785nm長通濾光片(18)濾掉瑞利散射光，經過信號光整形透鏡(19)擴束或變成平行光，經拉曼信號光纖耦合器(22)后由光纖將拉曼信號輸送到高靈敏微型光譜儀(5)內進行數據分析與處理；

e、顯微成像光路由LED白光光源、聚焦透鏡組、半反半透鏡、二向色分光鏡、物鏡和CCD構成；由LED白光光源(21)出射的白光沿豎直方向從下向上經凸透鏡(20)會聚后以45度的入射角入射到半反半透鏡(11)上，經半反半透鏡(11)反射后沿水平方向以45度的入射角入射到二向色分光鏡(12)上，反射光再沿豎直方向從下向上由物鏡(10)聚焦后經檢測窗口(4)照射到位于物鏡(10)后焦平面上的樣品(30)表面上，樣品(30)表面的反射光沿豎直方向從上向下經物鏡(10)后變成平行光，然后以45度的入射角入射到二向色分光鏡(12)上，反射光沿水平方向經過半反半透鏡(11)、聚焦凸透鏡(13)聚焦成像到CCD(14)上，使激光光斑在樣品表面的精確位置實時成像至CCD，從而實現樣品的定位分析。

2.如權利要求1所述的一種集成化、可成像式便攜激光拉曼光譜檢測儀，其特征在于：電機與光源供電模塊(7)由兩部分組成，一部分由第一可調降壓模塊(28)、LED光源控制開關(26)、高阻電阻(24)和低阻電阻(25)組成，LED光源控制開關(26)為單開雙控開關，第一可調降壓模塊(28)將輸入的12V直流電轉換后，實現穩定的5V直流輸出，為LED白光光源(21)供電；另一部分由第二可調降壓模塊(29)和直流電機控制開關(27)組成，直流電機控制開關(27)為單開雙控開關，第二可調降壓模塊(29)將輸入的12V直流電轉換后，實現穩定的5V直流輸出，為直流電機(6)供電。

3.如權利要求2所述的一種集成化、可成像式便攜激光拉曼光譜檢測儀，其特征在于：第一可調降壓模塊(28)、LED光源控制開關(26)和LED白光光源(21)串聯；通過LED光源控制開關(26)控制LED白光光源(21)的點亮或關斷；當LED光源控制開關(26)置上開啟時，高阻電阻(24)接入到串聯回路中，LED白光光源(21)點亮且為低亮度照明；當開關(26)置中間時，無電流流經LED白光光源(21)，為關斷狀態；當LED光源控制開關(26)置下開啟時，低阻電阻(25)接入到串聯回路中，LED白光光源(21)點亮且為高亮度照明。

4.如權利要求2所述的一種集成化、可成像式便攜激光拉曼光譜檢測儀，其特征在于：第二可調降壓模塊(29)、直流電機控制開關(27)和直流電機(6)串聯，通過直流電機控制開關(27)控制直流電機(6)的上升或下降；以儀器整體鏡頭豎直擺放為工作方向，當直流電機控制開關(27)置上開啟時，直流電機(6)正向旋轉，推動精細位移臺(2)向上運動；直流電機控制開關(27)置中間時，為關斷狀態，直流電機(6)不旋轉，精細位移臺(2)不運動；當直流電機控制開關(27)置下開啟時，直流電機(6)反向旋轉，拉動精細位移臺(2)向下運動。