CN102645425A - 一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构 - Google Patents

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刘峰
邹明强
李勐
张程
尹峰
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Abstract

本专利涉及一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构，包括底板(1)、激光光源(2)、分光镜(5)、聚焦透镜(4)、接收透镜(8)、光谱检测器(9)及光学元件支架等部分组成；各光学部件支架通过在底板(1)上相应的定位槽(3)进行定位，并通过支架定位面保证光学元件精确定位，支架高度使各光学元件光心位于与底板平行的同一平面中；整个光路结构以分光镜为中心构成交叉结构，仅通过微调分光镜(3)俯仰角和水平摆角对光路进行调校，整个光机结构具有简单、紧凑、稳定、易于调节的特点，适用于基于激光光谱分析的便携式检测仪器使用。

Description

一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构
技术领域
本专利涉及一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构，尤其涉及一种结构紧凑，用于对放置在固定位置样品或样品局部激光光谱进行测量，适用于便携式分析仪器使用的激光光谱检测光机结构。
背景技术
拉曼光谱和荧光光谱检测技术应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、定量分析、分子检测都有很大价值。传统检测光路，整个光机结构设计需要对每个器件进行定位、调整，结构复杂、稳定性差，不便于检测仪器的现场应用、维护和维修。现有便携式激光光谱分析仪器多采用光纤耦合技术，由于光纤光路耦合效率低，会使光能量有较大损失，且受到光纤弯曲、移动等因素的干扰，其稳定性有待进一步提高。
本发明提供了一种用于对放置在固定位置样品或样品局部激光光谱进行测量的光机结构，其结构紧凑、光路稳定、灵敏度高、调校方便，适用于便携式仪器使用。
本发明技术方案：由底板(1)、光源(2)、分光镜(5)、聚焦透镜(4)、接收透镜(8)、光谱检测器(9)及光学器件支架等部分组成；各光学部件支架通过在底板上相应的定位槽(3)进行定位，并通过支架定位面保证光学元件精确定位，支架高度使各光学元件光心位于与底板平行的同一平面中；整个光路结构以分光镜(5)为中心构成交叉结构，仅通过微调分光镜(5)俯仰角和水平摆角对光路进行调校；分光镜支架(6)分为可调部分(6.3)和固定部分(6.1)，之间存在一定间隙，仅通过柄(6.4)相连，并由顶拉装置(6.2)完成光路微调校准。本发明采用固定光路设计，更换样品无需调整，用于对放置在固定位置样品或样品局部的激光光谱进行测量。整个光机结构具有结构紧凑、稳定、易于调节等特点，适用于基于激光光谱分析的便携式检测仪器使用。
与在先技术相比，本发明具有下列技术效果：
1、本发明提供了一种结构紧凑的激光光谱检测光机结构，采用固定光路设计，只通过一个元件即可完成光路调校，校准锁定后光路稳定可靠，在使用前无需再次对光路进行调节。
2、本发明在光路底板上设置定位槽，使光路中光学元件的定位和更换非常简单，大大提高了仪器的可维修性。
3、本发明不使用光纤耦合，结构可靠稳定，信号耦合效率高，适用于食品安全检测、卫生检疫和动植物检疫领域基于荧光、拉曼等激光光谱分析的高灵敏度便携式检测仪器应用，具有良好的应用前景。
附图说明
通过附图和实施例，对本专利的技术方案作进一步的详细描述。本发明的特征将被充分公开或者清楚反映，图中相同的标号指相同的部分，关于光学元件支架，图中仅以分光镜支架(6)进行说明，其它从略：
图1为本发明结构图。
图2为本发明分光镜支架(6)结构图。
图3为本专利的实施例结构图。
具体实施方式
本发明以拉曼光谱实施例介绍光路的具体实施方式，激光光源(2)采用准直激光；底板(1)上定位槽(3)采用数控加工，并与各元件支架密配合，定位误差小于0.06mm；分光镜(5)采用长波通滤光片；分光镜支架(6)为单体结构采用铝合金材质，可调部分通过位于底部一角的柄(6.4)与固定部分相连，在可调部分的另外两个角别有两对顶丝和螺丝作为顶拉装置(6.2)，用于微调并固定分光镜支架的可调部分(6.3)，其位置与柄(6.4)分别在水平和垂直方向呈一条直线，滤光片(7)为限波滤光片，用于抑瑞利散射信号，光谱检测器(9)为USB微型光栅光谱仪，其输入狭缝为0.025mm。支架长度为20mm，支架可调部分(6.3)与固定部分(6.1)间距为1mm，激发光可在调5°范围内调整，聚光透镜焦距为10mm，则激发光聚焦点位置可在±0.8mm范围内调整。
本实施例只提供一种在本发明所提出方法指导下的具体实施方案，并不限定本方法实施方式和应用领域，任何不脱离本方法精神的对本发明的修改和变形，应涵盖于本发明所覆盖范围之内。

Claims (7)

1.本发明所述一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构，其特征在于：用于对放置在固定位置样品或样品局部的激光光谱进行测量。
2.本发明所述一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构，其特征在于：由底板(1)、激光光源(2)、分光镜(5)、聚焦透镜(4)、接收透镜(8)、光谱检测器(9)等光学元件及各光学元件支架等组成。
3.本发明所述一种用于便携式激光光谱分析仪器的光机结构，其特征在于：整个光路结构以分光镜(5)为中心构成交叉结构，仅通过分光镜支架(6)上的二维调节机构微调分光镜俯仰角和水平摆角，对光路进行调校。
4.根据权利要求2所述底板(1)，其特征在于：用于对整个光机结构支持和对各光学元件支架进行定位，其上有定位槽(3)与各光学元件支架底座精密配合，且各定位槽(3)至少有一个定位面保证光学元件支架方向固定。
5.根据权利要求2所述分光镜(5)，其特征在于：通过调整其俯仰和水平角可进行微调，用于激发光和待测信号光谱成分的分离，同时对激发光聚焦位置进行控制。
6.根据权利要求2所述光学元件支架，其特征在于：光心高度相同，通过定位面精确保证其与光学元件相对位置。
7.根据权利要求3所述分光镜支架(6)，其特征在于：分为可调部分(6.3)和固定部分(6.1)，光学元件固定于可调部分(6.3)上，可调部分(6.3)和固定部分(6.1)间存在一定间隙，仅通过柄(6.4)相连，并由顶拉装置(6.2)完成光路微调校准。
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