[發明專利]用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀

在審

• 申請號: 201710685154.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107462566A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 王允
• 申請（專利權）人: 上海合森生物科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 褚明偉

1.用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，該拉曼光譜儀包括激光發射設備、光譜采集設備、數據處理設備，所述激光發射設備用于獲得功率調整后的激發光束，所述光譜采集設備用于使功率調整后的激發光束打到樣品表面發生拉曼散射，并濾去定向瑞利散射光，得到定向拉曼散射光，并使定向拉曼散射被接收器接收，所述數據處理設備為與接收器連接的電腦設備(10)，用于所獲拉曼光譜的形成、分析及判斷；其特征在于，所述的接收器為單光子探測器(9)，定向拉曼散射光最終被單光子探測器(9)接收。

2.根據權利要求1所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述激光發射設備包括激光器(1)、干涉濾光片(2)及功率衰減片(3)，所述激光器(1)產生圓柱形光束，圓柱形光束通過所述干涉濾光片(2)濾除等離子線，只允許激光器發射波長周圍的光線通過，得到高純凈波長的激發光束；所述高純凈波長的激發光束經所述功率衰減片(3)衰減，獲得功率調整后的激發光束。

3.根據權利要求1所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述光譜采集設備包括反射鏡(4)、顯微鏡系統(5)、瑞利濾光片(6)、共聚焦針孔(7)及單光子探測器(9)，功率調整后的激發光束依次經過所述反射鏡(4)和所述瑞利濾光片(6)的反射后，通過顯微鏡系統(5)打到樣品表面發生拉曼散射，隨后光子返回到顯微鏡系統(5)并穿透瑞利濾光片(6)，其中與入射激光波長一致的光子無法穿透瑞利濾光片(6)從而無法被收集；處于焦平面的光子穿透瑞利濾光片(6)之后經過共聚焦針孔(7)，而處于非焦平面的光子絕大多數無法進入共聚焦針孔(7)從而無法被收集；穿過共聚焦針孔(7)的光子進入帶通濾光片(8)，只有指定波長狹窄范圍的光子可穿透帶通濾光片(8)，而所有其他波長的光子都被阻斷，從而最終實現特定窄波數范圍的拉曼光譜的獲取；通過帶通濾光片(8)的光子被高靈敏的單光子探測器(9)收集。

4.根據權利要求3所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述顯微鏡系統(5)包括正置顯微鏡與倒置顯微鏡；功率調整后的激發光束依次經過所述反射鏡(4)和所述瑞利濾光片(6)的反射后，經正置顯微鏡入射在樣品表面發生拉曼散射，然后經過倒置顯微鏡照射到所述瑞利濾光片(6)表面。

5.根據權利要求3所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述瑞利濾光片(6)，包括陷波濾光片和Edge濾光片兩種，用于將與發射激光波長相同的光子反射到達樣品實現拉曼散射，透過波長高于或低于發射激光波長的光子到達光子探測器(9)。

6.根據權利要求3所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，在共聚焦針孔(7)與單光子探測器(9)之間設有帶通濾光片(8)，定向拉曼散射光經過所述共聚焦針孔(7)、帶通濾光片(8)后被單光子探測器(9)接收。

7.根據權利要求6所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，在共聚焦針孔(7)、帶通濾光片(8)之間設有格柵(11)。

8.根據權利要求6所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述帶通濾光片(8)的半峰全寬為1-20nm。

9.根據權利要求1所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述單光子探測器(9)包括電子倍增電荷耦合器件及光電倍增管，所述電子倍增電荷耦合器件通過添加增益寄存器將光信號放大并進行成像，可顯著改善微弱信號的信噪比，縮短曝光時間；所述光電倍增管將光信號轉化為電信號，通過對光電子進行二次發射將信號放大，極大提高響應速度和靈敏度。

10.根據權利要求1所述的用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀，其特征在于，所述窄波數范圍，包括1-1000cm^-1區域，即在所需中心波數左右各0.5-500cm^-1。