[發明專利]一種微型激光光譜儀

在審

• 申請號: 201811090657.6
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109374592A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉吉平;阮方
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鮑文娟

本發明涉及一種微型激光光譜儀，屬于分析儀器領域。本發明的激光器發出的激光經線性凈化濾光片到達分束濾光片上，分束濾光片將光線反射，反射后的光線經過第一集光透鏡聚焦到待測物品表面；激光激發待測物品發生瑞利散射和拉曼散射，散射光線經過第一集光透鏡和分束濾光片，分束濾光片將瑞利散射光反射，拉曼散射光透射，拉曼散射光依次經過拉曼陷波濾光片和第二集光透鏡，被第二集光透鏡聚焦后進入光纖光譜儀的狹縫，光纖光譜儀內置的硅探測器將檢測所經過的拉曼散射光，形成光信號。本發明的光譜儀具有體積小(170mm×80mm×25mm)，質量輕(350g)，可檢測光譜范圍廣(200～3200cm^?1)，分辨率高(7～12cm^?1)，儲存溫度區間寬(?40～+70℃)，探測精度高(大于97％)等特點。

技術領域

本發明涉及一種微型激光光譜儀，屬于分析儀器領域。

背景技術

爆炸的恐怖襲擊已成為當今國際社會面臨的嚴峻問題，嚴重威脅國家和人民的安全。當前燃爆物的品種多、來源廣，已成為我國反恐工作的重大難題。

激光拉曼光譜儀技術具有檢測靈敏度高、測量時間短、光譜信息豐富、無需樣品制備、無污染性等特點，廣泛應用于醫藥、化學、食品安全、環境檢測、寶石鑒定、地質勘測和公共安全監察等多個領域。公共安全監察領域中，拉曼光譜無損分析技術在刑偵和爆炸物檢測等方向有巨大的應用前景，能快速有效地檢測出有害化學品和危險爆炸物，以保障軍務、安保人員和人民的人身安全。

而傳統的拉曼光譜儀體積龐大、安裝條件要求苛刻、需交流供電、操作過程繁瑣、攜帶不方便等原因，在安檢場所的應用中受到了很大限制，無法進行現場、原位分析，難以實現高效便捷的特點。國內各安檢場所使用安檢設備檢測范圍窄，靈敏度低，價格昂貴；美國B&WTek公司生產的便攜式光譜儀重量為1.1kg；美國Nicolet公司生產的拉曼光譜儀FirstDefender RMX重量為0.8kg，重量較大，并且售價高達21萬人民幣，不利于大規模的推廣和使用。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的拉曼光譜儀體積龐大、安裝條件要求苛刻、需交流供電、操作過程繁瑣、價格昂貴、攜帶不方便的問題，提供一種微型激光光譜儀。

一種微型激光光譜儀，包括：內部裝置和主殼體；內部裝置置于主殼體中；

內部裝置包括：激光器、線性凈化濾光片、分束濾光片、第一集光透鏡、拉曼陷波濾光片、第二集光透鏡和光纖光譜儀；

激光器發出的激光經線性凈化濾光片到達分束濾光片上，分束濾光片將光線反射，反射后的光線經過第一集光透鏡聚焦到待測物品表面；激光激發待測物品發生瑞利散射和拉曼散射，散射光線經過第一集光透鏡和分束濾光片，分束濾光片將瑞利散射光反射，拉曼散射光透射，拉曼散射光依次經過拉曼陷波濾光片和第二集光透鏡，被第二集光透鏡聚焦后進入光纖光譜儀的狹縫，光纖光譜儀內置的硅探測器將檢測所經過的拉曼散射光，形成光信號。

所述主殼體正面設有的液晶顯示屏和主控制板、主殼體右側面設有的存儲卡槽和數據接口；內部裝置形成的光信號轉換成電信號圖像，圖像通過液晶顯示屏顯示；

具體地，所述的供電電池為激光器、液晶顯示屏、嵌入式電路和系統主控制板和光纖光譜儀提供電源，可供電4～12小時，可外接220V市電供電數據輸出。

具體地，所述的激光器具有開關，通過主控制板上的開關按鈕控制激光的輸出。激光器可激發具有良好單色性的波長為785nm的激光，功率在0～500mW范圍內可調；功率穩定性控制在5％以內，以保證拉曼光譜良好的重現性。

具體地，所述的光譜儀探頭包括殼體和不銹鋼材質的探棒，探棒內置出射光纖、接收光纖、分束濾光片、拉曼陷波濾光片和集光透鏡，用于傳輸激發光、收集散射光。光譜儀探頭由主控制板的按鈕觸發裝置，光閘開關控制光路。