[發明專利]一種溫度控制型單光源CARS光譜裝置及檢測拉曼活性介質的方法

在審

• 申請號: 201711204330.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109839368A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 劉金波;袁紅;郭敬為;夏栩笙
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王丹;李洪福

1.一種溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于，包括：

脈沖激光器，其用以輸出脈沖光束；

光隔離器，其用以分離入射的光信號以使得所述脈沖光束、第一合成光束沿各自對應的傳輸方向單方向傳輸；

第一聚焦透鏡；

激發池，其用以接收經由第一聚焦透鏡聚焦的所述脈沖光束、并產生至少由后向受激拉曼散射光即BSRS光和后向受激布里淵散射光即SBS光所構成的第一合成光束；

控溫元件，其用以調控所述激發池的溫度；

第二聚焦透鏡；

測量池，其用以接收經由第二聚焦透鏡聚焦的所述第一合成光束、并產生至少由第一合成光束、CARS光信號所構成的第二合成光束；

第一濾波器，其用以自所述第二合成光束分離出CARS光信號；

以及用以對所述CARS光信號進行檢測的第一探測器；

其中，所述脈沖激光器所輸出脈沖光束通過所述光隔離器后經由第一聚焦透鏡聚焦后入射至溫度受控于控溫元件的所述激發池中；激發池內的介質受激所產生的由后向受激拉曼散射光和后向受激布里淵散射光所構成的第一合成光束經由所述第一聚焦透鏡聚焦、所述光隔離器分離、所述第二聚焦透鏡聚焦后入射至所述測量池中；測量池受激所產生的由第一合成光束、CARS光信號所構成的第二合成光束經由第一濾波器分離出CARS光信號后，由第一探測器對所述CARS光信號進行檢測。

2.根據權利要求1所述的溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于：所述激發池內介質的選取原則為其所對應的斯托克斯拉曼光光譜能夠覆蓋待測物種所對應的斯托克斯拉曼光特征光譜線且能夠產生受激拉曼散射光和后向受激布里淵散射光的介質。

3.根據權利要求2所述的溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于：所述介質至少包括下述任意一種液體介質或者幾種液體介質所構成的混合液體介質；所述液體介質為丙酮、水、重水、甲醇、乙醇、氨水、環己酮、環己醇、二硫化碳以及氟利昂。

4.根據權利要求1所述的溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于：

所述裝置還包括：

第二濾波器，其用以濾除所述第一合成光束中的干擾信號，所述干擾信號至少包括反斯托克斯拉曼光。

5.根據權利要求1或者4所述的溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于：

所述裝置還包括：

分束鏡，其用以將所述第一合成光束反射至二向色鏡；

二向色鏡，其用以將所述第一合成光束中的后向受激拉曼散射光(BSRS)反射至第二探測器并將后向受激布里淵散射光透射至第三探測器；

第二探測器，其用以對后向受激拉曼散射光(BSRS)進行定量檢測；

以及用以對后向受激布里淵散射光信號進行定量檢測的第三探測器。

6.根據權利要求5所述的溫度控制型單光源CARS光譜裝置，其特征在于：

所述裝置還包括：

染料循環放大池，其用以增加第一合成光束中的后向受激拉曼散射光(BSRS)的比例值。

7.一種基于權利要求1-3任意一項所述裝置的檢測拉曼活性介質的方法，其包括如下步驟：

步驟1、將待測物種裝入測量池并選取激發池中相對應的介質；

步驟2、通過控溫元件調控所述激發池的溫度以改變第一合成光束中后向受激拉曼散射光(BSRS)和后向受激布里淵散射光的產生效率；

步驟3、通過第一探測器對所述CARS光信號進行檢測。

8.根據權利要求7所述的檢測拉曼活性介質的方法，其特征在于：

所述步驟1還包括設置第二濾波器以濾除自所述光隔離器分離出的第一合成光束中的干擾即反斯托克斯拉曼光。