[發明專利]一種時間門控拉曼光譜系統及拉曼光譜校正方法

在審

• 申請號: 202210363017.8
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114460061A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 王振友
• 申請（專利權）人: 廣東大灣區空天信息研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01J3/28;G01J3/44
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 高艷紅

1.一種時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，包括光源模塊、分束模塊、光電探測模塊、傳輸模塊、拉曼光譜采集模塊和控制模塊；

所述光源模塊用于輸出脈沖激光；

所述分束模塊用于將所述脈沖激光分束為第一光束和第二光束；

所述光電探測模塊用于將所述第一光束的光信號轉換為第一電信號，所述第一電信號傳輸至所述拉曼光譜采集模塊和所述控制模塊；

所述傳輸模塊用于將所述第二光束匯聚至待測樣品，并將所述待測樣品輸出的拉曼散射光匯聚至所述拉曼光譜采集模塊；

所述拉曼光譜采集模塊包括單像素光電探測器，所述單像素光電探測器用于將所述拉曼散射光轉換為第二電信號；

所述控制模塊與所述光電探測模塊和所述拉曼光譜采集模塊連接，所述控制模塊用于根據所述第一電信號確定所述脈沖激光的功率變化，根據所述功率變化校正所述第二電信號。

2.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述拉曼光譜采集模塊包括數據采集卡，所述光電探測模塊和所述單像素光電探測器均與所述數據采集卡連接，所述數據采集卡根據所述第一電信號的觸發開始采集數據。

3.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述單像素光電探測器包括單光子雪崩光電二極管、單像素硅光電倍增管或單像素微通道板。

4.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述光源模塊包括電源、激光驅動器和激光頭，所述電源用于為所述激光驅動器提供能源，所述激光頭用于輸出所述脈沖激光。

5.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述分束模塊集成于所述光源模塊內。

6.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述傳輸模塊包括光纖拉曼探測器、顯微探測器或共聚焦顯微探測器。

7.根據權利要求1所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述拉曼光譜采集模塊包括拉曼分光單元，所述拉曼分光單元用于將不同波長的拉曼散射光在空間分離。

8.根據權利要求7所述的時間門控拉曼光譜系統，其特征在于，所述拉曼光譜采集模塊還包括步進電機和直線導軌，所述步進電機用于帶動所述單像素光電探測器沿所述直線導軌移動，以使所述單像素光電探測器接收各個波長的拉曼散射光。

9.一種時間門控拉曼光譜系統的拉曼光譜校正方法，其特征在于，利用權利要求1~8任一所述的時間門控拉曼光譜系統執行，所述拉曼光譜校正方法包括：

光源模塊輸出脈沖激光；

分束模塊將所述脈沖激光分束為第一光束和第二光束；

光電探測模塊將所述第一光束的光信號轉換為第一電信號，所述第一電信號傳輸至拉曼光譜采集模塊和控制模塊；

傳輸模塊將所述第二光束匯聚至待測樣品，并將所述待測樣品輸出的拉曼散射光匯聚至所述拉曼光譜采集模塊；

所述拉曼光譜采集模塊的單像素光電探測器將所述拉曼散射光轉換為第二電信號；

控制模塊根據所述第一電信號確定所述脈沖激光的功率變化，根據所述功率變化校正所述第二電信號。

10.根據權利要求9所述的拉曼光譜校正方法，其特征在于，控制模塊根據所述第一電信號確定所述脈沖激光的功率變化，根據所述功率變化校正所述第二電信號，包括：

在測量過程中，持續采集所述第一電信號，測量所述脈沖激光的功率隨時間的變化曲線；

根據所述變化曲線計算所述脈沖激光的功率變化率；

采集所述第二電信號，所述第二電信號除以對應的所述功率變化率得到校正后的第二電信號。