[實用新型]緊湊型CCD陣列光譜儀以及拉曼光譜檢測系統

有效

• 申請號: 201720223095.2
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN206656801U
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 王小亞
• 申請（專利權）人: 上海星必光電科技有限公司
• 主分類號: G01J3/44
• 分類號: G01J3/44;G01J3/02;G01N21/65
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本實用新型屬于光學檢測領域，涉及一種緊湊型CCD陣列光譜儀以及含有該緊湊型CCD陣列光譜儀的拉曼光譜檢測系統。

背景技術

拉曼光譜是指入射光經樣品反射后頻率發生變化而形成的光譜，不同的物質具有不同的拉曼光譜，因此拉曼光譜分析法可以用于對物質進行定性及鑒別，在各行各業都有著廣泛的應用。

對物質進行拉曼光譜分析的拉曼光譜檢測系統通常包含兩部分，一部分是將檢測光投射到待測樣品表面并得到返回光的拉曼探頭，另一部分則是接收該返回光并得到相應光譜的光譜儀。其中，CCD陣列檢測器因具有光譜范圍寬、噪聲低的優點而適合作為光譜儀中的檢測單元應用。

一般情況下，物質所產生的拉曼光強度較低，因此上述光譜儀中必須設置一些光增強元件才能夠使返回光的強度達到檢測器的檢測需求。所以，應用于拉曼光譜檢測系統中的光譜儀中具有多個光學元件，通常情況下這些光學元件呈線性排列，導致整個拉曼光譜檢測系統的體積較大，不便于攜帶使用。

實用新型內容

為解決上述問題，提供一種結構緊湊的CCD陣列光譜儀以獲得體積更小的拉曼光譜檢測系統，本實用新型采用了如下技術方案：

本實用新型提供了一種緊湊型CCD陣列光譜儀，用于對拉曼探頭檢測樣品后得到的返回光進行檢測從而得到該樣品的拉曼光譜，其特征在于，包括：依次設置在返回光光路上的狹縫、第一濾光片、第一凹面反射鏡、光柵、第二凹面反射鏡、柱面透鏡以及CCD陣列檢測器，其中，第一濾光片中心與狹縫中心的距離為2mm～6mm，以返回光投射至狹縫上的方向為x軸，第一凹面反射鏡用于將經過第一濾光片的返回光反射至光柵上，該第一凹面反射鏡的法線與x軸的夾角為8°～10°，光柵用于對返回光進行分光形成拉曼信號光，該光柵的法線與x軸的夾角為26°～30°，第二凹面反射鏡用于將拉曼信號光反射至柱面透鏡上，該第二凹面反射鏡的法線與x軸的夾角為30°～35°，柱面透鏡用于對CCD陣列檢測器的垂直方向上的拉曼信號光進行會聚增強從而增強CCD陣列檢測器所接收的光信號，該柱面透鏡的法線與x軸的夾角為23°～25°，CCD陣列檢測器與x軸的夾角為10°～14°。

本實用新型提供的緊湊型CCD陣列光譜儀，還可以具有如下技術特征：其中，第一凹面反射鏡的曲率半徑為90mm～110mm，該第一凹面反射鏡中心與狹縫中心的距離為50mm～55mm，第二凹面反射鏡的曲率半徑為95mm～115mm，該第二凹面反射鏡中心與光柵中心的距離為25mm～35mm。

本實用新型提供的緊湊型CCD陣列光譜儀，還可以具有如下技術特征：其中，光柵的光柵常數為1200線/mm，該光柵的中心與第一凹面反射鏡的中心距離為40mm～50mm。

本實用新型提供的緊湊型CCD陣列光譜儀，還可以具有如下技術特征：其中，柱面透鏡中心到CCD陣列檢測器中心的距離為 7mm～10mm。

本實用新型還提供了一種拉曼光譜檢測系統，用于對樣品進行拉曼光譜檢測得到該樣品對應的拉曼光譜，其特征在于，包括：拉曼探頭，用于將檢測光投射至樣品上形成相應的返回光；以及緊湊型CCD 陣列光譜儀，用于對返回光進行檢測從而得到樣品的拉曼光譜，其中，緊湊型CCD陣列光譜儀為如上任一項所述的緊湊型CCD陣列光譜儀。

本實用新型提供的拉曼光譜檢測系統，還可以具有如下技術特征：其中，拉曼探頭包括：激光光源，用于產生激光；第一準直透鏡，設置在激光的光路上，用于對該激光進行準直；窄帶濾光片，用于提高激光的單色性；二向色鏡，用于將激光反射到樣品表面并對樣品表面產生的返回光進行透過；第二濾光片，設置在返回光的光路上，用于濾除返回光中的雜光；第二準直透鏡，設置在第二濾光片后，用于對返回光進行會聚。

本實用新型提供的拉曼光譜檢測系統，還可以具有如下技術特征：其中，拉曼探頭還包括第三準直透鏡，該第三準直透鏡設置在二向色鏡以及樣品之間。

實用新型作用與效果

根據本實用新型的緊湊型CCD陣列光譜儀以及拉曼光譜監測系統，由于其中設置有第一凹面反射鏡和第二凹面反射鏡并且該兩個凹面反射鏡與返回光所在的x軸方向具有適當的夾角，因此返回光在投射出狹縫后沿著折線形光路前進，使得光譜儀在x軸方向上的長度縮短，整體結構更為緊湊，進一步使得含有該緊湊型CCD陣列光譜儀的拉曼光譜檢測系統體積更小，便于攜帶。