[發明專利]一種空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構

有效

• 申請號: 201810110122.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108181237B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 李曉天;楊國軍;齊向東;唐玉國;吉日嘎蘭圖;叢敏;邱俊;糜小濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/65
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

1.一種空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于，包括：

前置成像系統：載物臺、擴束器、激光器、準直透鏡、聚焦透鏡以及第一拉曼濾光片；

干涉儀，所述干涉儀位于所述前置成像系統的后方，所述干涉儀包括分束棱鏡、兩個楔形棱鏡、兩個閃耀光柵；

后置成像系統，所述后置成像系統位于所述干涉儀的下方，所述后置成像系統包括第二拉曼濾光片、非球面透鏡、成像透鏡組；

接收系統，所述接收系統位于所述后置成像系統的下方，所述接收系統包括面陣探測器；

所述載物臺位于所述準直透鏡的焦平面處用放置待檢測物品且所述載物臺用于沿著空間直角坐標系中的Y軸進行步進運動；

沿所述準直透鏡出射光線方向放置所述聚焦透鏡，所述聚焦透鏡用于實現待檢測物品上的任一點聚焦到所述閃耀光柵上的唯一一點；

沿所述聚焦透鏡出射光線方向上放置所述第一拉曼濾光片，沿所述第一拉曼濾光片出射光線方向上放置所述分束棱鏡，沿所述分束棱鏡兩出射光線方向上分別放置兩個所述楔形棱鏡，沿兩個所述楔形棱鏡出射光線方向上分別放置兩個所述閃耀光柵，沿經所述分束棱鏡返回光線方向放置所述第二拉曼濾光片，沿所述第二拉曼濾光片出射光線方向上放置所述非球面透鏡，沿所述非球面透鏡出射光線方向上放置所述成像透鏡組且所述非球面透鏡用于待檢測物品的外差拉曼干涉光在空間直角坐標系中的Z軸方向上被壓縮，最后沿著所述成像透鏡組出射光線方向放置所述面陣探測器；

所述非球面透鏡和所述成像透鏡組用于將閃耀光柵任一點的光線聚焦到所述面陣探測器上的唯一一點，實現樣品上任一點與所述面陣探測器上的唯一一點的一一對應關系。

2.如權利要求1所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述載物臺步進運動的次數等于所述面陣探測器在空間直角坐標系中的X軸的像元數。

3.如權利要求2所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述載物臺每一次步進運動的距離等于樣品的一次拉曼測量面積在Y軸方向的長度除以所述面陣探測器在X軸方向上的像元數。

4.如權利要求3所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述激光器經所述擴束器照射待檢測物品，所述激光器照射的光斑直徑大于檢測物品直徑的兩倍。

5.如權利要求4所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：當移動所述載物臺使光譜儀以推掃形式掃描待檢測物品時，待檢測物品上任意一點經激光照射后反射或透射的光束經過所述準直透鏡變成平行光束照射所述聚焦透鏡，從所述聚焦透鏡出射的光束照射所述第一拉曼濾光片，從所述第一拉曼濾光片出射的拉曼光束照射所述分束棱鏡，經所述分束棱鏡分成的兩束拉曼光分別照射兩個所述楔形棱鏡，經兩個所述楔形棱鏡折射后的拉曼光自準直照射到兩個所述閃耀光柵上，自準直照射兩個所述閃耀光柵的拉曼光原路返回，再次經過兩個所述楔形棱鏡和所述分束棱鏡后獲得空間外差拉曼干涉光，空間外差拉曼干涉光照射到所述第二拉曼濾光片，從所述第二拉曼濾光片出射的空間外差拉曼干涉光照射至所述非球面透鏡，從所述非球面透鏡出射的空間外差拉曼干涉光照射至所述成像透鏡組，從所述成像透鏡組出射的空間外差拉曼干涉光最后由所述面陣探測器接收。

6.如權利要求1所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述準直透鏡為消像差非球面透鏡。

7.如權利要求1所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述聚焦透鏡為消像差透鏡。

8.如權利要求1所述的空間外差拉曼成像光譜儀的光路結構，其特征在于：所述非球面透鏡為柱面透鏡或拋物面透鏡。