[發明專利]一種雙波長激光拉曼光譜檢測方法

在審

• 申請號: 201710010264.9
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106814058A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 萬雄;萬嘉杰;章煒毅;王建宇;殷海瑋;王泓鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

1.一種雙波長激光拉曼檢測方法，該方法是在雙波長激光拉曼檢測儀上實現的，所述的檢測儀主要包括主控制器(3)、拉曼光譜儀(1)、超連續譜激光器(2)及雙波長拉曼探頭(14)；其特征在于雙波長激光拉曼檢測方法包括以下步驟：

1)雙波長拉曼信號獲取

主控制器(3)發出控制指令啟動射頻控制器，設定AOTF互補窄通帶濾波器的通帶波長為λ₁，AOTF互補窄帶陷濾波器的陷帶波長也為λ₁；

主控制器發出控制指令啟動超連續譜激光器，超連續譜激光器發出的超連續譜激光通過發射光纖傳輸，經過發射擴束鏡進行擴束后沿發射光軸行進，經過AOTF互補窄通帶濾波器窄帶濾波后波長變為λ₁，透過多色鏡，經會聚鏡聚焦至目標測試點；

目標測試點的拉曼回波信號沿發射光軸返回，透過會聚鏡，經多色鏡反射后，朝全反鏡行進，再經全反鏡反射后轉向接收光軸，經AOTF互補窄帶陷濾波器瑞利濾波，去除波長為λ₁的發射回波成份后，余下的拉曼信號經光纖耦合鏡會聚至接收光纖端面，然后進入接收光纖內部傳輸，再進入拉曼光譜儀，經過光柵分光，光電轉換后的激發波長為λ₁的拉曼光譜數據送入主控制器進行存儲分析；

主控制器(3)發出控制指令啟動射頻控制器，設定AOTF互補窄通帶濾波器的通帶波長為λ₂，AOTF互補窄帶陷濾波器的陷帶波長也為λ₂；

此時，超連續譜激光器發出的超連續譜激光通過發射光纖傳輸，經過發射擴束鏡進行擴束后沿發射光軸行進，經過AOTF互補窄通帶濾波器窄帶濾波后波長變為λ₂，透過多色鏡，經會聚鏡聚焦至目標測試點；

目標測試點的拉曼回波信號沿發射光軸返回，透過會聚鏡，經多色鏡反射后，朝全反鏡行進，再經全反鏡反射后轉向接收光軸，經AOTF互補窄帶陷濾波器瑞利濾波，去除波長為λ₂的發射回波成份后，余下的拉曼信號經光纖耦合鏡會聚至接收光纖端面，然后進入接收光纖內部傳輸，再進入拉曼光譜儀，經過光柵分光，光電轉換后的激發波長為λ₂的拉曼光譜數據送入主控制器進行存儲分析；

2)雙波長拉曼信號處理

主控制器的分析軟件程序對采集的雙波長拉曼光譜數據按以下步驟進行分析：

2-1).面積歸一化

將λ₁的拉曼光譜數據與λ₂的拉曼光譜數據按光譜曲線下面包圍的面積進行歸一化運算，得到λ₁的歸一化拉曼光譜數據與λ₂的歸一化拉曼光譜數據；

2-2).差分運算

將λ₁的歸一化拉曼光譜數據減去λ₂的歸一化拉曼光譜數據；消除熒光的干擾和影響，即消除曲線連續熒光基底部分；

2-3).截斷運算

將差分以后的光譜數據沿λ₂位置進行截斷；

2-4).反轉運算

將截斷以后的光譜數據進行取反(反轉)運算；

2-5).取正運算

將反轉運算后的光譜數據進行取正運算，消除負光譜強度數據；

2-6).拉曼頻移轉換

將取正運算后的光譜數據的橫坐標由波長λ轉換為波數cm^-1，并與λ₂對應的波數相減，得到拉曼頻移。