[實用新型]用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀

有效

• 申請號: 201721002825.2
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN207300890U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 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

技術領域

本實用新型涉及一種拉曼光譜儀，尤其是涉及一種用于檢測特定窄波數范圍的拉曼光譜儀。

背景技術

目前，市場上使用的拉曼光譜儀，包括科研型和便攜式，一般都針對較寬的波數范圍以獲得更豐富的光譜信息。該方式下發射的激光被均勻分散，加上每一千萬個光子中才有一個光子發生拉曼散射致使拉曼信號本身較弱的固有特征，導致測量范圍內圖譜信噪比較低。為了獲得高精度的拉曼圖譜，需要采用較高的激光強度和較長的采集時間，容易造成樣品，尤其是生物樣品的破壞，以及較高的時間成本。

因此，對于選定了標志峰的拉曼應用，將檢測范圍縮小到特定波數區域的圖譜信號收集，可以顯著避免光子浪費，提高光譜靈敏度，減少測量時間，降低對樣品的傷害性。

公開號為CN107014803A的中國專利公布了一種拉曼光譜檢測裝置，所述裝置包括：激發激光器、窄帶干涉濾光片、功率衰減濾光片、輻射狀偏振光發生器、反射鏡、瑞利濾光片、顯微鏡頭、拉曼增強基底、共聚焦針孔和接收光譜儀。采用所述輻射狀偏振光發生器將所述激發激光器產生的圓柱形光束轉化為定向輻射狀偏振激光，所述定向輻射狀偏振激光經過所述拉曼增強基底的散射后產生定向分布的定向拉曼散射光，絕大部分的所述定向拉曼散射光能夠被所述顯微鏡頭接收，使得散射光的接收強度相較于漫散射光的接收強度增加10²～10⁴倍，提高了拉曼散射光的接收效率，增加了拉曼檢測的靈敏度，該專利的最終目標包括提高拉曼信號強度，但該專利通過將激光定向接收并通過加入拉曼增強基底實現。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可快速高靈敏度測定特定窄波數區域拉曼圖譜的拉曼光譜儀。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

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，用于所獲拉曼光譜的形成、分析及判斷；所述的接收器為單光子探測器，定向拉曼散射光最終被單光子探測器接收。

所述激光發射設備包括激光器、干涉濾光片及功率衰減片，所述激光器用于產生圓柱形光束，所述干涉濾光片用于濾除圓柱形光束中的等離子線，只允許激光器發射波長周圍的光線通過，并得到高純凈波長的激發光束；所述功率衰減片用于衰減所述高純凈波長的激發光束，以獲得功率調整后的激發光束。

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；

所述激光器發射波長范圍在266-1064nm，包括但不局限于532nm，633nm，660nm，785nm，1064nm等。

所述激光器發射能量為50mW-500mW。

所述干涉濾光片用于濾除等離子線，只允許激光器發射波長周圍的光線通過。

所述功率衰減片用于激光強度的衰減，衰減百分比可調。

所述光譜采集設備包括反射鏡、顯微鏡系統、瑞利濾光片、共聚焦針孔及單光子探測器，

所述反射鏡和所述瑞利濾光片用于使功率調整后的激發光束反射通過顯微鏡系統打到樣品表面發生拉曼散射；

所述顯微鏡系統用于使打到樣品表面發生拉曼散射的光子再返回到顯微鏡系統并穿透瑞利濾光片，其中與入射激光波長一致的光子無法穿透瑞利濾光片從而無法被收集，處于焦平面的光子穿透瑞利濾光片；

所述共聚焦針孔用于使處于焦平面的光子通過，而處于非焦平面的光子絕大多數無法進入共聚焦針孔從而無法被收集；

所述帶通濾光片用于使穿過共聚焦針孔的光子進入，并只有指定波長狹窄范圍的光子可穿透帶通濾光片，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；

所述單光子探測器用于收集通過帶通濾光片的光子。

所述顯微鏡系統包括正置顯微鏡與倒置顯微鏡，其光斑分辨率最高可達0.5μm；所述正置顯微鏡用于使功率調整后的激發光束依次經過所述反射鏡和所述瑞利濾光片的反射入射在樣品表面發生拉曼散射；所述倒置顯微鏡用于使拉曼散射再照射到所述瑞利濾光片表面。