[實(shí)用新型]橢球激光反射聚焦模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120809590.8
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN215297140U
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣霖坤
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州靈析精密儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/65;G01N21/64
• 代理公司: 無錫嘉馳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32388
• 代理人: 唐維鐵

本實(shí)用新型涉及橢球激光反射聚焦模塊，屬于激光光譜學(xué)領(lǐng)域。本實(shí)用新型提出了橢球激光反射聚焦模塊，利用一個焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)橢球內(nèi)壁反射后匯聚于另一焦點(diǎn)這一特性，將氣體或液體樣品置于橢球反射鏡內(nèi)部，通過激光在橢球反射鏡內(nèi)多次反射聚焦于橢球焦點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)橢球焦點(diǎn)處樣品光譜信號100倍以上的增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光光譜，特別涉及橢球激光反射聚焦模塊。

背景技術(shù)

激光光譜是以激光為光源的光譜技術(shù)。與普通光源相比，激光光源具有單色性好、亮度高、方向性強(qiáng)和相干性強(qiáng)等特點(diǎn)，是用來研究光與物質(zhì)的相互作用，從而辨認(rèn)物質(zhì)及其所在體系的結(jié)構(gòu)、組成、狀態(tài)及其變化的理想光源。激光的出現(xiàn)使原有的光譜技術(shù)在靈敏度和分辨率方面得到很大的改善。由于已能獲得強(qiáng)度極高、脈沖寬度極窄的激光，對多光子過程、非線性光化學(xué)過程以及分子被激發(fā)后的弛豫過程的觀察成為可能，并分別發(fā)展成為新的光譜技術(shù)。激光光譜學(xué)已成為與物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)等密切相關(guān)的研究領(lǐng)域。

目前，拉曼光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜等激光光譜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于分子和原子的定性和定量分析，而針對微量物質(zhì)的分析受限于信號強(qiáng)度，因而對于微弱信號增強(qiáng)方法的需求越來越迫切。由于信號光強(qiáng)度與激發(fā)光功率成正比，提高激發(fā)光功率是增加信號強(qiáng)度的有效方法。但增加激光功率意味著更大的激光器體積和重量，散熱難度的增加，以及更高的成本。利用一個焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)橢球內(nèi)壁反射后匯聚于另一焦點(diǎn)這一特性，將氣體或液體樣品置于橢球反射鏡內(nèi)部，從而可以實(shí)現(xiàn)橢球焦點(diǎn)處樣品光譜信號100倍以上的增強(qiáng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出了橢球激光反射聚焦模塊，利用一個焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)橢球內(nèi)壁反射后匯聚于另一焦點(diǎn)這一特性，將氣體或液體樣品置于橢球反射鏡內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)橢球焦點(diǎn)處樣品光譜信號100倍以上的增強(qiáng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：橢球激光反射聚焦模塊。

本實(shí)用新型的裝置包括：激光器、第一透鏡、橢球反射鏡、第一孔、第一焦點(diǎn)、第二焦點(diǎn)、二向色鏡、第二透鏡、光譜儀、第三透鏡、第二孔。氣體或液體樣品置于橢球反射鏡內(nèi)部，激光器出射激光由第一透鏡聚焦于第一焦點(diǎn)(穿過橢球反射鏡的第一孔)，后經(jīng)橢球反射鏡內(nèi)表面反射并聚焦于第二焦點(diǎn)，此后每次經(jīng)橢球反射鏡反射，激光依次交替聚焦于第一焦點(diǎn)、第二焦點(diǎn)。橢球反射鏡鍍有針對激光波長高反射率的圖層。激光在第一焦點(diǎn)、第二焦點(diǎn)多次反射聚焦，激發(fā)樣品產(chǎn)生拉曼光譜、熒光光譜等信號光。

針對第一焦點(diǎn)處信號光接收：第一焦點(diǎn)處的樣品信號光透過第一孔后由第一透鏡準(zhǔn)直后，透射二向色鏡，由第二透鏡聚焦于光譜儀入口狹縫。此處可以在第一透鏡和第二透鏡之間插入濾光片濾除激光。第一透鏡、第二透鏡可分別替換為反射鏡。

針對第二焦點(diǎn)處信號光接收：第二焦點(diǎn)處的樣品信號光透過第二孔后由第三透鏡聚焦于光譜儀入口狹縫。此處可以在第二孔和光譜儀之間插入濾光片濾除激光。第三透鏡可替換為反射鏡，或多片透鏡。

第一孔和第二孔可開在橢球反射鏡任意位置，但須確保不阻斷激光反射。激光可沿任意角度入射，但須確保激光聚焦于第一焦點(diǎn)，第一焦點(diǎn)、第二焦點(diǎn)處信號光可沿任意角度接收。

橢球反射鏡可由兩面或多面反射鏡組合而成，可開孔用以傳輸氣體或液體樣品，但開孔須確保不阻斷激光反射。第一孔和第二孔處可添加窗口片用以密閉待測樣品。橢球反射鏡針對激光反射率99.5％以上，從而第一焦點(diǎn)、第二焦點(diǎn)處信號光可增強(qiáng)100倍以上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1.利用一個焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)橢球內(nèi)壁反射后匯聚于另一焦點(diǎn)這一特性，將氣體或液體樣品置于橢球反射鏡內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)橢球焦點(diǎn)處樣品光譜信號100倍以上的增強(qiáng)。；

2.檢測點(diǎn)處待測樣品可以是氣態(tài)、液態(tài)；

3.橢球反射鏡可由兩面或多面反射鏡組合而成，可開孔用以傳輸氣體或液體樣品；