CN106483114A - 一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，整个系统由光源、光路、光谱仪、可见光辅助对焦系统构成，其特征在于可见光辅助对焦系统由两个或者两个以上可见光对准光源以及CCD镜头组成，可见光对准光源的光线相交处与收集透镜的焦点位置重合，CCD镜头可捕捉可见光对准光源照射在样品上的光斑。当CCD镜头捕捉到的光斑由多个变为1个时，便携式拉曼光谱仪收到触发信号开始精测被测样品的光谱仪响应。本发明有效地确保每次的测量都是在拉曼探头处于最高收集效率时进行的，从而减少了人为因素带来的不必要的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及光谱测量领域，具体涉及一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪。
背景技术
一定频率的光线与物质发生作用后会在该频率两侧出现其他频率的散射光，称为拉曼散射光谱。由于拉曼频移反映了分子振动的情况，且与激发光频率无关，因此拉曼效应可用于鉴别物质。随着科学技术的快速发展和人们生活水平的稳步提高，光谱仪器越来越小型化，拉曼光谱检测越来越多地应用到实际生活中的各个领域。
拉曼散射光的强度是入射光的10-6-10-7倍，十分微弱，这对于拉曼光谱仪器的信号收集和检测手段提出了巨大的挑战。而提高拉曼探头收集信号的效率，是一种最直接、也最行之有效的方法。拉曼信号聚焦收集可以极大地提高拉曼探头的收集效率和拉曼光谱仪的拉曼信号灵敏度。但是，对于便携式拉曼光谱仪来说，直接使用手来把握对焦的距离具有极大的不确定性，导致收集到的拉曼信号太微弱而得不到准确有效的光谱分析结果。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪。
本发明解决上述技术缺陷所采用的技术方案如下所述：一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪包括光源、光路、光谱仪、可见光辅助对焦系统。可见光辅助对焦系统由两个或者两个以上可见光对准光源以及CCD镜头组成，可见光对准光源的光线相交处与收集透镜的焦点位置重合，CCD镜头可捕捉可见光对准光源照射在样品上的光斑，当CCD镜头捕捉的光斑数仅为一个时，收集透镜的焦点恰好位于光源照射在样品表面的位置，此时将会触发光谱仪进行自动检测。
光路由反射镜、收集透镜、长通滤波器和耦合器以及光纤束构成。
光源采用半导体激光器，光谱仪用来探测拉曼信号。激光器发出的激光经透镜聚焦照射到反射镜上，经过反射镜转折光路，最终汇聚于样品表面，形成激发光束。激发光束照射样品发生拉曼频移，产生拉曼散射光。
收集透镜对拉曼散射光进行聚焦收集，所采用的收集透镜为大口径的透镜，可确保高效地收集拉曼散射光。
长通滤波器置于收集透镜与耦合器之间，可过滤掉经过收集透镜聚焦后的拉曼散射 光中的激发光，保留波长大于激发光波长的拉曼散射光。
耦合器将拉曼散射光耦合进入光纤，耦合器由渐变折射率的透镜构成，可提高拉曼散射光向光纤耦合时的耦合效率。
光纤束一端接耦合器，另一端连接光谱仪，光谱仪接收到拉曼散射光后进行光谱分析，从而得到样品的拉曼光谱信息。
借由以上技术方案，本发明的优点在于，可确保便携式拉曼光谱仪所得到的检测结果都是在收集透镜最高收集效率的情况下得到的，从而减少人为因素所带来的不确定性。
附图说明
图 1是本发明的可见光辅助对焦结构示意图。
图 2是本发明的整体光路示意图。
具体实施方式
为令本发明的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露,以下将详细说明,并请一并参阅附图。
一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，整个系统由光源、光路、光谱仪、可见光辅助对焦系统构成。可见光辅助对焦系统由两个或者两个以上可见光对准光源以及CCD镜头组成，可见光对准光源的光线相交处与收集透镜的焦点位置重合，CCD镜头可捕捉可见光对准光源照射在样品上的光斑，当CCD镜头捕捉的光斑数仅为一个时，收集透镜的焦点恰好位于光源照射在样品表面的位置，此时光谱仪会自动进行检测。
光源采用半导体激光器，光路由反射镜、收集透镜、长通滤波器和耦合器以及光纤束构成。激光器发出的激光经透镜聚焦照射到反射镜上，经过反射镜转折光路，最终汇聚于样品表面，形成激发光束。激发光束照射样品发生拉曼频移，产生拉曼散射光。大口径收集透镜对拉曼散射光进行聚焦收集，收集透镜较大的口径保证了散射光的高效率收集。聚焦后的拉曼散射光在进入耦合器之前首先经过长通滤波器，过滤掉激发光，保留波长大于激光波长的拉曼散射光。之后拉曼散射光会进入耦合器耦合进入光纤。耦合器由渐变折射率的透镜构成，可提高向光纤耦合时的耦合效率。光纤另一端连接光谱仪，光谱仪对散射光进行光谱分析，从而得到样品的拉曼光谱信息。
为更好地说明本发明的目的，举例说明其工作过程。用户将便携式拉曼光谱仪对准样品时，可见光对准光源打开，从而会在样品表面形成两个或者两个以上的斑点，用户上下缓慢移动拉曼光谱仪，这样会有一刻样品表面的斑点重合为一个点，此刻CCD镜头捕捉的斑点变为一个，将会触发光谱仪进行自动检测。
以上所举仅为本发明示意性的部分实施例,并非用以限制本发明的范围,任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，其特征在于，包括：光源、光路、光谱仪、可见光辅助对焦系统，可见光辅助对焦系统由两个或者两个以上可见光对准光源以及CCD镜头组成，可见光对准光源的光线相交处与收集透镜的焦点位置重合，CCD镜头可捕捉可见光对准光源照射在样品上的光斑。
2.如权利要求1所述的一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，其特征在于，光源采用半导体激光器，光谱仪用于探测拉曼信号，光路由反射镜、收集透镜、长通滤波器和耦合器以及光纤束构成，反射镜用于反射由激光器发出的激光，收集透镜接收拉曼散射光，长通滤波器用于滤除拉曼散射光中的激发光，耦合器用于将拉曼光耦合进入光纤，光纤束用于传输拉曼信号光。
3.如权利要求2所述的一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，其特征在于，反射镜采用全反射式光学器件，并镀有高反射率膜。
4.如权利要求2所述的一种可见光辅助对焦的便携式拉曼光谱仪，其特征在于，耦合器由渐变折射率的透镜构成。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108076655A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-05-25 | 深圳前海达闼云端智能科技有限公司 | 用于物质检测的焦点检测方法、装置、存储介质及设备 |
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2015
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170308 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |