CN104568899A - 一种便携式拉曼光谱仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式拉曼光谱仪，包括：激发光机构、拉曼探头、光路接收机构三部分；激发光机构包括：第一准直透镜、激光器以及二向色晶体分光镜；拉曼探头包括：第一凸透镜、第二凸透镜、第一光阑、聚焦透镜；光路接收机构包括：陷波滤波器，第二准直透镜，依次与陷波滤波器同轴设置的第二光阑，光栅，与光栅同轴的成像物镜，接收光路的CCD采集模块，CCD制冷装置，传输模块和人机交互系统；所述激发光机构和拉曼探头垂直设置，所述拉曼探头的聚焦透镜前端设置有第一凸透镜、第二凸透镜以及第一光阑组成的共焦装置，所述光路接收机构中的第二光阑位于所述第二准直透镜焦点上。本发明提高了拉曼光谱检测的精确度。

Description

一种便携式拉曼光谱仪

技术领域

本发明涉及拉曼光谱技术，特别涉及一种便携式拉曼光谱仪。

背景技术

目前现有常用的拉曼光谱仪的波数分辨率通常较小，且系统一般采用波带较窄，外形庞大的激光器做系统激发光源，有高精度闪耀光栅，笨重的CCD才接设备完成光谱数据的采集和数据的传输，系统大且不能现场做测试。而较小的便携式拉曼光谱仪，降低了光谱仪的成本，推动了拉曼光谱检测在在现实生产和生活中的应用。但是，物质的拉曼散射信号很弱，提高拉曼光谱检测的灵敏度，一直是拉曼光谱检测技术的努力方向。但是市面上的拉曼探头存在着结构复杂，检测精度不高等问题。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种便携式拉曼光谱仪，解决上述问题，使其更有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明要解决的问题是提供一种通过增加共焦装置增加拉曼光谱的便携式光谱仪。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种便携式拉曼光谱仪，包括：激发光机构、拉曼探头、光路接收机构三部分；

激发光机构包括：第一准直透镜、激光器以及二向色晶体分光镜；

拉曼探头包括：第一凸透镜，第二凸透镜、第一光阑、聚焦透镜；

光路接收机构包括：陷波滤波器，依次与陷波滤波器同轴设置的第二光阑，光栅，与光栅同轴的成像物镜，接收光路的CCD采集模块，传输模块和人机交互系统；

其特征在于：所述激发光机构和拉曼探头垂直设置，所述拉曼探头的聚焦透镜前端设置有第一凸透镜、第二凸透镜以及第一光阑组成的共焦装置，所述光路接收机构中的第二光阑位于所述第二准直透镜焦点上。

进一步的，所述第一光阑位于所述聚焦透镜和第二凸透镜的焦点上。

进一步的，所述第一凸透镜和第二凸透镜同轴。

进一步的，所述光路接收机构中的CCD采集模块采集光路信号后经由传输装置创送给所述人机交互系统。

进一步的，所述传输装置可以是USB传输或者无线传输的方式。

本发明的有益效果是在拉曼探头上设计了由第一凸透镜、第二凸透镜以及第一光阑组成的共焦装置让样品的环境光线被过滤掉，提高了装置检测的精确度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1本发明原理示意图

图中：1、样品；2、第一凸透镜；3、第二凸透镜；4、第一光阑；5、聚焦透镜；6、二向色晶体分光镜；7、第一准直透镜；8、激光器；9、陷波滤波器；10、第二光阑；11、第二准直透镜；12、光栅；13、成像物镜；14、CCD采集装置；15、CCD制冷装置；16、传输装置

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，为本发明的原理示意图，如图所示，本发明包括激发光机构、拉曼探头、光路接收机构三部分，其中激发光机构和拉曼探头垂直设置，激发光机构由激光器8、第一准直透镜7组成以及二向色晶体分光镜6组成，其中激光器8和第一准直透镜7设置在二向色晶体分光镜6的一个直角边的一侧。拉曼探头包括：第一凸透镜2，依次同轴设有第二凸透镜3、第一光阑4、聚焦透镜5，其中第一凸透镜2和第二凸透镜3为同轴设置，第一光阑4中间设置有小孔，第一光阑4设置在两个凸透镜的一侧并位于靠近其凸透镜的焦点上，第一光阑4的另一侧设置有聚焦透镜5，第一光阑4也处于聚焦透镜5的焦点上，这样的设计可以使外部的环境光被过滤掉。光路接收机构包括：陷波滤波器9，依次与陷波滤波器9同轴设置的第二光阑10，第二准直透镜11，光栅12，与光栅10同轴的成像物镜13，接收光路的CCD采集模块14，CCD制冷装置15，传输模块16和人机交互系统17，其中第二光阑10位于陷波滤波器9和第二准直透镜11的焦点上，光栅12与第二准直透镜之间存45°的夹角，成像物镜13设置在光栅12的下端，激发光经成像物镜13后进入CCD采集装置14，CCD采集装置14还连接有散热用的CCD制冷装置15，连接CCD采集装置14的传输装置16，与传输装置16相互连接的人机交互系统17。

本发明装置工作时，首先激光器8发射激发光进入第一准直透镜7后经由二向色晶体分光镜6折射后入射到聚焦透镜5上，由于第一光阑4设置在聚焦透镜5的焦点上，激发光会由第一光阑4的小孔上入射到第二凸透镜3上，然后警告过第一凸透镜1聚焦后照射在样品1上。光路信号将会回传到陷波滤波器9上过滤到一些背景光，然后经由第二光阑10的小孔后入射到第二准直透镜11上，再经由光栅12折射后进入到成像物镜13上，最后将光路信号传递给CCD采集装置14。为了保证CCD采集装置的正常工作，还为CCD采集装置设置了CCD制冷装置15，CCD采集装置通过传输装置16将信号反馈给人机交互系统17，这里的传输装置16可以是USB连接的方式也可以是无线传输的方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种便携式拉曼光谱仪，包括：激发光机构、拉曼探头、光路接收机构三部分；

激发光机构包括：第一准直透镜、激光器以及二向色晶体分光镜；

拉曼探头包括：第一凸透镜，第二凸透镜、第一光阑、聚焦透镜；

光路接收机构包括：陷波滤波器，第二准直透镜，依次与陷波滤波器同轴设置的第二光阑，光栅，与光栅同轴的成像物镜，接收光路的CCD采集模块，CCD制冷装置，传输模块和人机交互系统；

其特征在于：所述激发光机构和拉曼探头垂直设置，所述拉曼探头的聚焦透镜前端设置有第一凸透镜、第二凸透镜以及第一光阑组成的共焦装置，所述光路接收机构中的第二光阑位于所述第二准直透镜焦点上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式拉曼光谱仪，其特征在于：所述第一光阑中心小孔位于所述聚焦透镜和第二凸透镜的焦点上。

3.根据权利要求1所述的一种便携式拉曼光谱仪，其特征在于：所述第一凸透镜和第二凸透镜同轴。

4.根据权利要求1所述的一种便携式拉曼光谱仪，其特征在于：所述光路接收机构中的CCD采集模块采集光路信号后经由传输装置创送给所述人机交互系统。

5.根据权利要求4所述的一种便携式拉曼光谱仪，其特征在于：所述传输装置可以是USB传输或者无线传输的方式。