[實(shí)用新型]一種拉曼光譜探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020154359.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211317523U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊勝軍;袁丁;吳紅彥;夏征
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京華泰諾安技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/44
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/44;G01J3/02;G01J3/06;G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 北京名華博信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11453
• 代理人: 李冬梅

本實(shí)用新型提供了一種拉曼光譜探頭，包括激光光源、二向色鏡、微振動(dòng)掃描鏡、微透鏡陣列、拉曼濾光片以及出射狹縫，所述激光光源發(fā)出的激發(fā)光束依次經(jīng)過(guò)所述二向色鏡、所述微振動(dòng)掃描鏡的反射后經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列照射在待測(cè)物品上，所述激發(fā)光束激發(fā)待測(cè)物品產(chǎn)生的拉曼散射信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列、所述微振動(dòng)掃描鏡、所述二向色鏡后，經(jīng)過(guò)所述拉曼濾光片濾光后透過(guò)所述出射狹縫射出。本實(shí)用新型采用微透鏡陣列有效擴(kuò)大探測(cè)樣品面積，大大降低單匯聚點(diǎn)的激光功率密度；并通過(guò)微振動(dòng)掃描鏡實(shí)現(xiàn)大范圍探測(cè)面內(nèi)全覆蓋的高效掃描采樣，同時(shí)有效防止光束長(zhǎng)時(shí)間照射的熱富集，提高了對(duì)敏感材料檢測(cè)的安全性以及結(jié)果的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及拉曼探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拉曼光譜探頭。

背景技術(shù)

拉曼散射信號(hào)極其微弱，為瑞利散射信號(hào)的10^-6～10^-9量級(jí)，傳統(tǒng)的拉曼光譜儀為了獲得更高的激發(fā)信號(hào)，往往對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行妥協(xié)，將激光束集中在一個(gè)小點(diǎn)上，雖然提高了信號(hào)強(qiáng)度，但是也導(dǎo)致捕捉到的信息僅僅是樣品的一小部分，尤其對(duì)于不均勻樣品或稀疏樣品而言，這種檢測(cè)方式所獲得的結(jié)果的可靠性大大降低。另外，極小的匯聚光斑必然導(dǎo)致局部激光功率密度增大，隨著照射時(shí)間的曾超，熱積累會(huì)導(dǎo)致樣品被升溫至分解的情況發(fā)生，特別是對(duì)于深色物質(zhì)或者特定波段強(qiáng)吸收物質(zhì)，輕則熱輻射信號(hào)淹沒(méi)光信號(hào)，重則有引燃或引爆某些危險(xiǎn)物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)上述檢測(cè)方式的缺陷，有人提出了光斑掃描技術(shù)，其基本原理是通過(guò)將高度聚焦的光斑按照一定的軌跡在樣品表面進(jìn)行快速掃描，在保持高分辨率的同時(shí)增大樣品的掃描范圍，可以大大改善非均質(zhì)樣品的拉曼檢測(cè)結(jié)果，只需通過(guò)依次掃描即可段時(shí)間內(nèi)獲得樣品的成分信息，從而提高靈敏度；并且，由于光斑的飛速掃描，單位面積上的激光平均功率大大降低，可以消除對(duì)樣品的損傷以及點(diǎn)燃易爆性樣品的可能。

海洋光學(xué)提出的專(zhuān)用于拉曼光譜的柵格環(huán)繞掃描技術(shù)(Raster OrbitalScanning，簡(jiǎn)稱ROS)，通過(guò)將高度聚焦的光斑按照一定的軌道在樣品表面快速掃描，大大改善了非均質(zhì)樣品的拉曼檢測(cè)結(jié)果，可以在不損失分辨率的情況下提高5～10倍靈敏度；而且ROS的平均功率要求較低，消除了對(duì)樣品的損傷以及引燃易爆性樣品的可能。上述拉曼光譜儀的光斑掃描采樣技術(shù)采用單點(diǎn)激光進(jìn)行掃描，對(duì)于樣品面上的單點(diǎn)的實(shí)際采樣時(shí)間因掃描而被壓縮到比較短，對(duì)于純樣品或濃度較高的樣品，設(shè)備整體采樣時(shí)間幾乎不受影響，但對(duì)于稀疏樣品則需要花費(fèi)遠(yuǎn)高于純樣品所需的檢測(cè)時(shí)間以獲得足夠高的拉曼光譜信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在解決上面描述的問(wèn)題。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種解決以上問(wèn)題中的任何一個(gè)的拉曼光譜探頭。具體地，本實(shí)用新型提供能夠擴(kuò)大視場(chǎng)檢測(cè)范圍、降低引燃或引爆深色敏感物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)、提高采集效率的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的拉曼光譜探頭。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種拉曼光譜探頭，所述拉曼光譜探頭包括激光光源、二向色鏡、微振動(dòng)掃描鏡、微透鏡陣列、拉曼濾光片以及出射狹縫，所述微透鏡陣列位于所述拉曼光譜探頭的探測(cè)入口處，所述出射狹縫位于所述拉曼光譜探頭的出射端；所述激光光源發(fā)出的激發(fā)光束依次經(jīng)過(guò)所述二向色鏡、所述微振動(dòng)掃描鏡的反射后經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列照射在待測(cè)物品上，所述激發(fā)光束激發(fā)待測(cè)物品產(chǎn)生的拉曼散射信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列、所述微振動(dòng)掃描鏡、所述二向色鏡后，經(jīng)過(guò)所述拉曼濾光片濾光后透過(guò)所述出射狹縫射出；其中，所述微振動(dòng)掃描鏡包括反射鏡和與所述反射鏡連接的振動(dòng)機(jī)構(gòu)。

其中，所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括柔性鏡架和若干微型振動(dòng)電機(jī)，所述反射鏡固定在所述柔性鏡架的第一面上，所述微型振動(dòng)電機(jī)與所述柔性鏡架傳動(dòng)連接。

其中，所述若干微型振動(dòng)電機(jī)包括至少一個(gè)橫向振動(dòng)電機(jī)和至少一個(gè)縱向振動(dòng)電機(jī)，所述橫向振動(dòng)電機(jī)與所述縱向振動(dòng)電機(jī)的安裝方向或振動(dòng)方向相垂直。