[發明專利]一種拉曼檢測裝置及拉曼檢測方法

在審

• 申請號: 202110300925.8
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN115112626A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 鄒明強;李秀勇;張曉華
• 申請（專利權）人: 中檢國研(北京)科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產權代理事務所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈;趙杰香

本發明提出了一種拉曼檢測裝置，包括：光源單元、光路單元、接收單元和處理單元，光源單元包括第一波長的主光源和第二波長的輔助光源，主光源的波長大于輔助光源的波長，且主光源激發處于第一波段范圍內的第一拉曼光譜，輔助光源激發處于第二波段范圍內的第二拉曼光譜，第一波段范圍和第二波段范圍至少存在一交集，處理單元對第一拉曼光譜和第二拉曼光譜進行歸一化處理使得交集處重疊后，拼譜得到該拉曼檢測結果。本發明的拉曼檢測裝置能夠實現較寬波段范圍內的拉曼光譜檢測以及可以避免熒光干擾。同時本發明還提出了一種拉曼檢測方法。

技術領域

本發明涉及拉曼檢測領域，特別涉及一種雙波長拼譜得到的拉曼檢測裝置及拉曼檢測方法。

背景技術

目前，拉曼光譜廣泛應用于食品農殘，海關檢測，毒品藥品的快速鑒定當中，是一種分子振動光譜，通過對拉曼光譜的分析可以知道物質的振動轉動能級情況，從而鑒別物質。在對樣品的現場檢測，拉曼光譜檢測常常受到熒光的干擾，在大多數食品丶藥品以及固廢，礦產，油品，珠寶玉石，高端塑料玩具的拉曼檢測過程中都伴有強熒光的干擾，熒光的存在嚴重影響拉曼光譜特征峰的識別，因此非常有必要采取措施抑制熒光干擾。

差分拉曼技術，通過兩束不同波長的激光分別產生拉曼光譜，然后利用差分算法減去背景，得到相對的拉曼圖譜，從而達到克服熒光干擾的問題。然而對于差分拉曼技術而言，當遇到黑色等高熒光樣品時，單束激光激發在原始光譜上就無法得到有效的拉曼信號，在這樣的情況下，即使使用兩束相近的雙波長激發拉曼光譜進行熒光背景扣除，也無法得到有效的拉曼信號。

拋開差分拉曼技術，傳統的拉曼檢測技術，在波長選擇上會存在如下問題：使用短波長激光常常會導致光譜中的熒光信號遠大于拉曼信號，從而導致無法準確測量拉曼信號；使用長波長激光雖然能減少熒光，但是會使得拉曼信號變弱而導致無法檢測等困難。因此，對于選擇的任何激光波長都有優點和缺點。這導致了目前現場快檢儀器當中，包含了多個激發激光器，用戶可以選擇適合進行特定測量的激光波長。

另一方面，選擇激光器的另一個考慮因素是，用于檢測拉曼信號的檢測器必須對所產生的拉曼光子敏感。在傳統的拉曼檢測儀器上，最常使用的檢測器是基于電荷耦合器件(CCD)。CCD作為拉曼光譜儀中檢測器的主要優點是，由于讀數噪聲低，并且通過將光子空間分布在光子晶體的一維上而獲得了多重優勢，因此它們提供了獲得具有高信噪比光譜的可能性。

CCD盡管希望使用長波長激光器來避免熒光，但是近紅外增強型背照式CCD的量子效率在大于1100nm的波長處接近零。這是一個難題，因為基本的氫拉伸振動發生在2700cm^-1–3300cm^-1的絕對能量處。為了用CCD檢測器觀察到這些振動，激發激光必須小于807nm。因此，最常用的激光器之一是785nm激光器。但是，使用785nm激光通常會產生明顯的熒光。因此，期望使用更長波長的激光以減少熒光。然而，由于氫拉伸的損失，這將導致關于化學樣品的重要振動信息的損失。因為廉價的前照式CCD無法有效地檢測波長在1060nm以上的光子。因此形成了激光光源選擇和CCD無法兼顧的技術矛盾。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于針對現有拉曼檢測儀器中，針對短波激光產生較大熒光干擾，而較長激光拉曼信號弱及無法匹配CCD檢測范圍的缺陷，提出一種新的拉曼檢測儀，能夠實現較寬波段范圍內的拉曼光譜檢測以及可以避免熒光干擾。

根據本發明的目的提出的一種拉曼檢測裝置，包括：

光源單元，包括第一波長的主光源和第二波長的輔助光源；

光路單元，用以使所述主光源和輔助光源發出的光出射到一待檢測物上，并從所述待檢測物上接受由該主光源和輔助光源激發的拉曼光；

接收單元，接收所述主光源和輔助光源激發的拉曼光并轉化成生成拉曼光譜；

處理單元，對所述拉曼光譜做拼譜處理，得到拉曼檢測結果；