[實用新型]一種基于離軸拋物面反射鏡的拉曼信號收集探頭

有效

• 申請號: 202021546720.5
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN213275352U
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李燦;王珣;范峰滔;張飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01J3/44;G01J3/02;G02B17/06
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 史冬梅

本實用新型公開了一種基于離軸拋物面反射鏡的拉曼信號收集探頭，包括：中空的探頭腔體和設置于探頭腔體內的激發光聚焦單元和第一離軸拋物面反射鏡；激發光聚焦單元，用于將探頭腔體的入光口接收的激發光聚焦于測試樣品上；測試樣品在激發光的激發下發出散射光；第一離軸拋物面反射鏡，用于利用其內凹的反射面收集散射光，使收集到的散射光在第一離軸拋物面反射鏡的主軸方向傳輸。本申請的探頭，克服了傳統光纖拉曼不能用于深紫外波段的問題。同時，本申請采用空間自由光路設計，減少光能的損耗，實現探頭與各種光譜儀的一體化設計，使其特別適合小型化、模塊化、便攜式的深紫外波段拉曼光譜儀的應用。

技術領域

本申請涉及一種基于離軸拋物面反射鏡的拉曼信號收集探頭，屬于信號收集探頭技術領域。

背景技術

拉曼光譜是一項重要的現代光譜技術，被廣泛應用于化學、物理、生物等學科領域，是研究物質分子結構的有力工具。

紫外/深紫外拉曼光譜由于其靈敏度高、可以避開熒光信號干擾，特別適合于復雜環境，包括海洋、車載、工廠等苛刻條件下深紫外拉曼光譜的原位探測。

然而，傳統的光纖型探頭的采集光路通常依賴于光學耦合，對原本較弱的深紫外光源造成直接損耗。而且，深紫外激光直接打在光纖、透鏡等介質時，將產生嚴重的本底材料拉曼信號，對于測試樣品的信號干擾無法避免；同時傳統的探頭利用透鏡收集測試樣品發出的散射光，由于收集面有限，導致采集效率低，嚴重制約了深紫外拉曼的應用范圍。

實用新型內容

本申請的目的在于，提供一種基于離軸拋物面反射鏡的拉曼信號收集探頭，以解決現有拉曼信號收集探頭存在的散射光采集效率低以及本底材料拉曼信號影響測試樣品信號的技術問題。

本實用新型的基于離軸拋物面反射鏡的拉曼信號收集探頭，包括：中空的探頭腔體和設置于所述探頭腔體內的激發光聚焦單元和第一離軸拋物面反射鏡；

所述激發光聚焦單元，用于將所述探頭腔體的入光口接收的激發光聚焦于測試樣品上；所述測試樣品在所述激發光的激發下發出散射光；

所述第一離軸拋物面反射鏡，用于利用其內凹的反射面收集所述散射光，使收集到的所述散射光在所述第一離軸拋物面反射鏡的主軸方向傳輸。

優選地，所述激發光聚焦單元和所述第一離軸拋物面反射鏡的焦點重合，所述測試樣品設置于所述焦點處；

相應地，所述第一離軸拋物面反射鏡，用于利用其內凹的反射面收集和準直所述散射光，使準直后的所述散射光平行于所述第一離軸拋物面反射鏡的主軸方向傳輸。

優選地，所述探頭腔體的入光口接收的激發光為平行光；

所述激發光聚焦單元包括第二離軸拋物面反射鏡；

所述第二離軸拋物面反射鏡與所述第一離軸拋物面反射鏡的焦點重合；

所述第二離軸拋物面反射鏡的主軸方向與所述激發光的光路平行；

所述第二離軸拋物面反射鏡，用于利用其內凹的反射面將所述激發光聚焦于所述測試樣品上。

優選地，所述第一離軸拋物面反射鏡設置于所述第二離軸拋物面反射鏡出射的激發光的光路上；

所述第一離軸拋物面反射鏡上設置有通光孔，所述第二離軸拋物面反射鏡出射的激發光通過所述通光孔照射在所述測試樣品上。

優選地，所述通光孔的出光口的面積與所述第一離軸拋物面反射鏡的反射面在光軸方向的投影面積的比例小于5％。

優選地，還包括設置于所述探頭腔體內的濾光片；

所述濾光片設置于所述第一離軸拋物面反射鏡出射的所述散射光的光路上，所述濾光片的濾光面所在平面垂直于所述散射光的傳輸方向，用于濾除所述散射光中的瑞利信號。