CN109324031A - 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法 - Google Patents

一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109324031A
CN109324031A CN201811361467.3A CN201811361467A CN109324031A CN 109324031 A CN109324031 A CN 109324031A CN 201811361467 A CN201811361467 A CN 201811361467A CN 109324031 A CN109324031 A CN 109324031A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
raman signal
signal
come
specific modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811361467.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109324031B (zh
Inventor
夏国强
李浩文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Lianhuang Instrument Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Lianhuang Instrument Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Lianhuang Instrument Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Lianhuang Instrument Technology Co Ltd
Priority to CN201811361467.3A priority Critical patent/CN109324031B/zh
Publication of CN109324031A publication Critical patent/CN109324031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109324031B publication Critical patent/CN109324031B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及拉曼信号的分辨方法的技术领域，公开了一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，拉曼信号的衰减寿命为t1，荧光的衰减寿命为t2，包括以下步骤：(1)对激光发射器发出的激光进行变化处理；(2)使用激光发射器发射激光照射物体；(3)通过光电探测器接收物体激发的拉曼信号以及荧光信号；(4)筛选出拉曼信号；直接通过对激光的变化处理，则可以将荧光信号以及拉曼信号进行区分，进而筛选出拉曼信号，从而可以测得物体材料，方法简单易操作。

Description

一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法
技术领域
本发明涉及拉曼信号的分辨方法的技术领域，尤其是一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法。
背景技术
拉曼光谱(Raman spectra)，是一种散射光谱，是一种通用的物质识别和鉴定的无损非接触式光谱技术，拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。
目前，在识别和鉴定物质时，激发光通过透明物质并发出散射光，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱，上述拉曼光谱的值仅与物质本身有关，因而可实现对物质的识别以及鉴定。
但是，有些物质在被激发光照射后，还会发射出荧光，尤其是在混合材料中更加容易出现，在检测拉曼光谱时，荧光的出现则产生了干扰，致使拉曼光谱的测量不准确，不能准确识别以及鉴定物质。
发明内容
本发明提出的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，旨在解决现有技术中荧光的出现导致拉曼光谱的检测不准确的问题。
本发明是这样实现的，一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，拉曼信号的衰减寿命为t1，荧光的衰减寿命为t2，包括以下步骤：
(1)对激光发射器发出的激光进行变化处理；
(2)使用激光发射器发射激光照射物体；
(3)通过光电探测器接收物体激发的拉曼信号以及荧光信号；
(4)筛选出拉曼信号。
进一步地，在步骤(1)中，在激光发射器上调制光强随时间变化而变化且周期为t的激光，t远大于t1，且远小于t2；在步骤(4)中，选取步骤(3)中光强的变化周期为t的信号即为所述拉曼信号。
进一步地，通过激光驱动器调制所述激光发射器内的激光，且所述激光的光强I＝I0*cos(omega*t)。
进一步地，通过激光驱动器调制所述激光发射器内的激光，且所述激光的光强I＝I0*sin(omega*t)。
进一步地，在步骤(1)中，使用激光发射器发射激光照射物体，并且在时间t后关闭激光，t远大于t1，且远小于t2；在步骤(4)中，测得在t之前的光谱为拉曼信号以及荧光信号的总光谱X，在t之后的光谱为Y，通过光谱X与光谱Y的差分处理得到拉曼信号的光谱Z。
进一步地，通过与光电探测器电信连接的信号处理器处理并选取所述拉曼信号。
进一步地，所述激光发射器为单波长激光发射器。
与现有技术相比，本发明提供的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，直接通过对激光的变化处理，则可以将荧光信号以及拉曼信号进行区分，进而筛选出拉曼信号，从而可以测得物体材料，方法简单易操作；解决了现有技术中荧光的出现导致拉曼光谱的检测不准确的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法的原理流程示意图；
图2是本发明实施例1提供的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法的原理示意图；
图3是本发明实施例2提供的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法的原理示意图；
图4是本发明实施例提供的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1至图4所示，为本发明提供的较佳实施例。
本发明提出了一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，基于荧光的衰减寿命t2是远大于拉曼信号141的衰减寿命t1，来将荧光信号142从所接收的混合信号中摘取出来，从而实现将拉曼信号141分辨出来。
在本发明中，一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，拉曼信号141的衰减寿命为t1，荧光的衰减寿命为t2，包括以下步骤：
(1)对激光发射器11发出的激光113进行变化处理；
(2)使用激光发射器11发射激光113照射物体14；
(3)通过光电探测器12接收物体14激发的拉曼信号141以及荧光信号142；
(4)筛选出拉曼信号141。
这样，直接通过对激光113的变化处理，则可以将荧光信号142以及拉曼信号141进行区分，进而筛选出拉曼信号141，从而可以测得物体14材料，方法简单易操作。
在实施例1中：(1)在激光发射器11上调制光强随时间变化而变化且周期为t的激光113，t远大于t1，且远小于t2；
(2)使用激光发射器11发射周期为t的激光113照射物体14；
(3)通过光电探测器12接收物体14激发的拉曼信号141以及荧光信号142；
(4)选取步骤(3)中光强的变化周期为t的信号即为拉曼信号141。
这样，所调制的光强变化周期为t的激光113位于t1与t2之间，在周期为t的激光113照射在物体14上时，由于荧光信号142的衰减寿命t2是远大于激光113的变化周期t的，在激光113的变化过程中，荧光信号142还未来的及衰减，激光113就已经经过了多个周期t，即在激光113的光强变化的过程中，荧光信号142的光强基本保持不便，而拉曼信号141的衰减时间为t1，而t1是远小于周期t的，即在激光113的光强变化的过程中，拉曼信号141无论处于何种激光113照射都会迅速衰减，其强度的变化趋势则基本是保持和所照射激光113的变化趋势相同，由此，在光电探测器12接收到两种信号后，选取的光强变化周期为t的信号即为拉曼信号141。
本实施例1中，通过激光驱动器111调制激光发射器11内的激光113，且激光113的光强I＝I0*cos(omega*t)，激光113的变化趋势明显，信号处理器13更易筛选。
或者，通过激光驱动器111调制激光发射器11内的激光113，且激光113的光强I＝I0*sin(omega*t)，当然，根据具体情况，也可设置其他的变化的激光113，只要容易清晰的辨别皆可。
另外，本发明还给出了实施例2的方法，同样是基于荧光信号142的衰减时间t2远大于拉曼信号141的衰减时间t2的原理基础上。
具体的：(1)使用激光发射器11发射激光113照射物体14，并且在时间t后关闭激光113，t远大于t1，且远小于t2；
(2)使用激光发射器11发射激光113照射物体14；
(3)通过光电探测器12接收物体14激发的拉曼信号141以及荧光信号142；
(4)测得在t之前的光谱为拉曼信号141以及荧光信号142的总光谱X，在t之后的光谱为Y；通过光谱X与光谱Y的差分处理得到拉曼信号141的光谱Z。
即在t之后，拉曼信号141是迅速衰减的，而荧光信号142还需经t2才衰减，这样，在t时衰减的差分光谱极为拉曼信号141的光谱Y，从而通过信号处理器13选取即可得到拉曼信号141。
上述激光发射器11通过激光驱动器111控制其打开以及中断时间，以便供信号处理器13筛选。
并且，通过与光电探测器12电信连接的信号处理器13处理并选取拉曼信号141，即在光电探测器12接收到两种信号后，并转换为电信号，通过信号处理器13即可实现筛选。
另外，激光发射器11为单波长激光发射器11，具体的型号优选但不限于1570nm单波长激光113器，这样，以避免其他波长的激光113产生干扰，更易进行信号辨别。
本实施例中，在传导激光113的时候通过发射光器件112导向传导，在接收荧光信号142以及拉曼信号141时，则通过接收光器件121导向接收，以便于调整光的出射方向，便于控制。
此外，本实施例中所给出的光电探测器12的型号为KG-APR-500M，当然也可以是其他型号。
信号处理器13为BR-WSP-16，当然也可以是其他型号。
激光驱动器111的信号为Maxim MAX3669EHJ，当然也可以是其他型号。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，拉曼信号的衰减寿命为t1，荧光的衰减寿命为t2，包括以下步骤：
(1)对激光发射器发出的激光进行变化处理；
(2)使用激光发射器发射激光照射物体；
(3)通过光电探测器接收物体激发的拉曼信号以及荧光信号；
(4)筛选出拉曼信号。
2.如权利要求1所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在激光发射器上调制光强随时间变化而变化且周期为t的激光，t远大于t1，且远小于t2；在步骤(4)中，选取步骤(3)中光强的变化周期为t的信号即为所述拉曼信号。
3.如权利要求3所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，通过激光驱动器调制所述激光发射器内的激光，且所述激光的光强I＝I0*cos(omega*t)。
4.如权利要求3所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，通过激光驱动器调制所述激光发射器内的激光，且所述激光的光强I＝I0*sin(omega*t)。
5.如权利要求1所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，在步骤(1)中，使用激光发射器发射激光照射物体，并且在时间t后关闭激光，t远大于t1，且远小于t2；在步骤(4)中，测得在t之前的光谱为拉曼信号以及荧光信号的总光谱X，在t之后的光谱为Y，通过光谱X与光谱Y的差分处理得到拉曼信号的光谱Z。
6.如权利要求1至5任一项所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，通过与光电探测器电信连接的信号处理器处理并选取所述拉曼信号。
7.如权利要求1至5任一项所述的一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法，其特征在于，所述激光发射器为单波长激光发射器。
CN201811361467.3A 2018-11-15 2018-11-15 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法 Active CN109324031B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811361467.3A CN109324031B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811361467.3A CN109324031B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109324031A true CN109324031A (zh) 2019-02-12
CN109324031B CN109324031B (zh) 2021-02-05

Family

ID=65258207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811361467.3A Active CN109324031B (zh) 2018-11-15 2018-11-15 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109324031B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4619528A (en) * 1984-01-26 1986-10-28 Exxon Research And Engineering Co. Phase resolved modulation Raman spectrometer
US4678277A (en) * 1983-09-30 1987-07-07 Michel Delhaye Method of discrimination in spectrometry
CN101692045A (zh) * 2009-10-28 2010-04-07 广西工学院 基于多波长激发的拉曼光谱的荧光消除方法
CN102252976A (zh) * 2010-04-19 2011-11-23 北京师范大学 时间分辨拉曼散射特征谱线仪
CN105021281A (zh) * 2015-07-07 2015-11-04 北京师范大学 拉曼散射光谱的测量装置及拉曼散射光谱仪
CN105628675A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 北京华泰诺安探测技术有限公司 一种功率敏感物质的拉曼荧光干扰的消除方法
CN105866099A (zh) * 2016-05-16 2016-08-17 天津大学 一种具有低荧光背景的拉曼光谱采集系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678277A (en) * 1983-09-30 1987-07-07 Michel Delhaye Method of discrimination in spectrometry
US4619528A (en) * 1984-01-26 1986-10-28 Exxon Research And Engineering Co. Phase resolved modulation Raman spectrometer
CN101692045A (zh) * 2009-10-28 2010-04-07 广西工学院 基于多波长激发的拉曼光谱的荧光消除方法
CN102252976A (zh) * 2010-04-19 2011-11-23 北京师范大学 时间分辨拉曼散射特征谱线仪
CN105021281A (zh) * 2015-07-07 2015-11-04 北京师范大学 拉曼散射光谱的测量装置及拉曼散射光谱仪
CN105628675A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 北京华泰诺安探测技术有限公司 一种功率敏感物质的拉曼荧光干扰的消除方法
CN105866099A (zh) * 2016-05-16 2016-08-17 天津大学 一种具有低荧光背景的拉曼光谱采集系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRANK V. BRIGHT 等: ""A New Technique for the Elimination of Fluorescence Interference in Raman Spectroscopy"", 《APPLIED SPECTROSCOPY》 *
TAHEI TAHARA 等: ""Picosecond Raman Spectroscopy Using a Streak Camera"", 《APPLIED SPECTROSCOPY》 *
王欢 等: ""拉曼光谱中荧光抑制技术的研究新进展综述_"", 《光谱学与光谱分析》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109324031B (zh) 2021-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9759657B2 (en) Multiplexed flow assay based on absorption-encoded micro beads
US9958398B2 (en) Measuring parameters of a cut gemstone
US7777869B2 (en) Device and method for multiparametric analysis of microscopic elements
US20100149531A1 (en) Apparatus and method for object authentication using taggant material
EP1729110A2 (en) Optical biosensor for biomolecular interaction analysis
US20070057198A1 (en) Apparatus for and method of measuring flourescence lifetime
CN101821603A (zh) 具有led阵列的分光仪
JPH09507579A (ja) 試料の化学分析用信号処理方法および装置
EP3224597B1 (en) Integration of fluorescence detection capability into light absorbance measurement apparatus
CN107533007A (zh) 借助于光学响应的彩色光谱分解进行体外自动分析物检测的机器和方法
CN103140752A (zh) 用于检测蛋白质污染的成像系统和相关联的方法
US20190226990A1 (en) Luminescent Security Feature and Method and Device for Examining It
NL1041826B1 (en) Frequency comb for downhole chemical sensing.
CN109324031A (zh) 一种通过特定调制的激发光来分辨拉曼信号的方法
JP2017502280A (ja) 生物学的物質の画像ベースの表現のためのデバイスのための較正標準
US8873059B2 (en) Method for assessing an interaction of a sample with light beams having different wavelengths and a plurality of intensity modulating functions
JP5760589B2 (ja) 白色ｌｅｄ装置用蛍光体の蛍光スペクトルの測定方法及び測定装置
CN109342394A (zh) 一种采用双波长激光的手持式拉曼光谱仪及实现方法
WO2018103487A1 (zh) 非接触式安全检查系统及方法
CN109632760B (zh) 一种排除荧光干扰测量物质拉曼光谱的方法
KR20120112489A (ko) 형광 검출 방법, 형광 비즈의 제작 방법 및 형광 비즈
JP2005091346A (ja) 蛍光検出方法および蛍光検出装置
WO2021220988A1 (ja) 検体検査装置、及び、検体検査システム
US20150355051A1 (en) Optical system
US7623242B2 (en) Device and method for monitoring multiple chemical samples with a fluorescent tube

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant