CN109856118A - 一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法。光频梳激光产生模块发出多条波长接近的光频梳激光，经透镜1、反射镜、分束滤光片到透镜2，经透镜2聚焦，垂直照射在样品上，样品产生拉曼散射光谱簇。拉曼散射光谱簇经过透镜2、分束滤光片到透镜3，经透镜3聚焦耦合在集光器中心处，然后在拉曼光谱的CCD检测器上显示样品的叠加拉曼光谱，这些拉曼光谱具有相同的荧光背景，因此在CCD检测器上具有对应的相同荧光CCD像素位置，而样品的拉曼光谱在CCD检测器对应不同的像素位置，再经过计算机处理、卷积解调出每个激发波长的拉曼光谱曲线，提取、扣除荧光背景，从而获得高精度的拉曼光谱检测。此装置结构布局简明，测量精度高。
Description
技术领域
本发明属于光学测量技术领域，更具体的是涉及一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法。该装置可以有效的抑制拉曼光谱中荧光带来的影响。
背景技术
拉曼光谱成像技术由于具有的非入侵性，样品的量小，分析速度快等优点而被广泛的应用在很多行业。但在拉曼光谱分析中，由于样品及污染物等常会产生强的荧光信号，严重影响了样品拉曼光谱的信号的检测，从而限制了该项技术的应用。
许多研究已经证明了用晶体或者光纤器件可以在光域中产生超宽带频率梳，频率梳覆盖的光谱范围从可见光到红外光谱。自从宽带光频梳产生以来，紧凑简单的光频梳设备在远程传感，光谱学，时钟标定，距离测量，射频光子学等方向有重要应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，包括拉曼光谱仪(09)、计算机(10)、内部装置和主壳体，内部装置包含：
光频梳激光产生模块(01)、透镜1(02)、反射镜(03)、透镜3(04)、集光器(05)、分束滤光片(06)、透镜2(07)、样品放置平台(08)。
所述的透镜1(02)，透镜2(07)和透镜3(04)分别用透镜固定架固定在主壳体上。
所述的样品放置平台(08)和集光器(5)分别位于透镜2(07)和透镜3(04)的焦点处。集光器(05)用于收集样品的拉曼散射光谱簇。
所述的反射镜(03)通过反射镜固定架固定在主壳体上。
所述的分束滤光片(06)通过滤光片固定架固定在主壳体上，分束滤光片(06)可以将光频梳激光投射过去，并将样品反射的拉曼散射光谱簇反射到透镜(04)。
所述的样品放置平台(08)是放置样品，并且可以按测量需求更换平台上的样品。
所述的光频梳激光产生模块(01)可以发出含有多条波长接近的光频梳激光，用于激发样品产生拉曼散射光谱簇。
所述的光频梳激光经透镜1(02)扩束后再经过反射镜(03)反射到分束滤光片(06)，然后经过透镜2(07)聚焦，垂直照射在样品上，样品产生拉曼散射光谱簇。
所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的方法如下：
样品产生的拉曼散射光谱簇经过透镜2(07)扩束，再由分束滤光片(06)反射到透镜3(04)，经过透镜3(04)聚焦到集光器(05)中心。由集光器(05)收集样品的拉曼散射光谱簇，传到拉曼光谱仪(09)的CCD检测器上，在CCD检测器上显示样品的叠加拉曼光谱。这些拉曼光谱具有相同的荧光背景，因此在CCD检测器上具有对应的相同荧光CCD像素位置，而样品的拉曼光谱在CCD检测器对应不同的像素位置。再经过计算机(10)处理、卷积解调出每个激发波长的拉曼光谱曲线，提取、扣除荧光背景，从而获得高精度的拉曼光谱检测。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置示意图。
附图标号说明：
01—光频梳激光产生模块；
02—透镜1；
03—反射镜；
04—透镜3；
05—集光器；
06—分束滤光片；
07—透镜2；
08—样品放置平台；
09—拉曼光谱仪；
10—计算机；
具体实施方式
为说明本发明的具体流程，以下将结合附图做详细的说明。
参考图1，一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，包括拉曼光谱仪(09)、计算机(10)、内部装置和主壳体，内部装置包含：
光频梳激光产生模块(01)、透镜1(02)、反射镜(03)、透镜3(04)、集光器(05)、分束滤光片(06)、透镜2(07)、样品放置平台(08)。
所述的透镜1(02)，透镜2(07)和透镜3(04)分别用透镜固定架固定在主壳体上。
所述的样品放置平台(08)和集光器(5)分别位于透镜2(07)和透镜3(04)的焦点处。集光器(05)用于收集样品的拉曼散射光谱簇。
所述的反射镜(03)通过反射镜固定架固定在主壳体上。
所述的分束滤光片(06)通过滤光片固定架固定在主壳体上，分束滤光片(06)可以将光频梳激光投射过去，并将样品反射的拉曼散射光谱簇反射到透镜(04)。
所述的样品放置平台(08)是放置样品，并且可以按测量需求更换平台上的样品。
所述的光频梳激光产生模块(01)可以发出含有多条波长接近的光频梳激光，用于激发样品产生拉曼散射光谱簇。
所述的光频梳激光经透镜1(02)扩束后再经过反射镜(03)反射到分束滤光片(06)，然后经过透镜2(07)聚焦，垂直照射在样品上，样品产生拉曼散射光谱簇。
所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的方法中波长越多，最后的复原出的拉曼光谱信号越好。但波长越多，增加装置结构的复杂度，也增加了复原的时间。但波长较少的话复原出的拉曼峰强度以及光谱半宽度失真比较大。强度失真度和光谱半宽度失真度与波长数量关系如表1所示。
表1强度失真度和光谱半宽度失真度与波长数量关系表
所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的方法具体实例如下：
光频梳激光产生模块(01)发出5条波长接近的光频梳激光，光频梳激光经透镜1(02)扩束，反射镜(03)反射，分束滤光片(06)透射到透镜2(07)，再经透镜2(07)聚焦，垂直照射在样品上，样品产生拉曼散射光谱簇。拉曼散射光谱簇经透镜2(07)扩束、分束滤光片(06)反射到透镜3(04)，再经透镜3(04)聚焦耦合在集光器(05)中心处，然后在拉曼光谱仪(09)的CCD检测器上显示样品的叠加拉曼光谱。这些拉曼光谱具有相同的荧光背景，因此在CCD检测器上具有对应的相同荧光CCD像素位置，而样品的拉曼光谱在CCD检测器对应不同的像素位置。再经过计算机(10)处理、卷积解调出每个激发波长的拉曼光谱曲线，用多波长移频激发算法提取、扣除荧光背景，从而获得高精度的拉曼光谱检测。
以上所述，仅是本发明的较佳的一种实施例，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出更好变形与改进，这些变形与改进，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，其特征在于包括拉曼光谱仪(09)、计算机(10)、内部装置和主壳体，内部装置包含：
光频梳激光产生模块(01)、透镜1(02)、反射镜(03)、透镜3(04)、集光器(05)、分束滤光片(06)、透镜2(07)、样品放置平台(08)。
2.根据权利要求1所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，其特征在于，所述的透镜1(02)，透镜2(07)和透镜3(04)分别用透镜固定架固定在主壳体上。
所述的样品放置平台(08)和集光器(5)分别位于透镜2(07)和透镜3(04)的焦点处。集光器(05)用于收集样品的拉曼散射光谱簇。
所述的反射镜(03)通过反射镜固定架固定在主壳体上。
所述的分束滤光片(06)通过滤光片固定架固定在主壳体上，分束滤光片(06)可以将光频梳激光投射过去，并将样品反射的拉曼散射光谱簇反射到透镜(04)。
所述的样品放置平台(08)是放置样品，并且可以按测量需求更换平台上的样品。
3.根据权利要求1所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，其特征在于，所述的光频梳激光产生模块(01)可以发出含有多条波长接近的光频梳激光，用于激发样品产生拉曼散射光谱簇。
4.根据权利要求1所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，其特征在于，所述的光频梳激光经透镜1(02)扩束后再经过反射镜(03)反射到分束滤光片(06)，然后经过透镜2(07)聚焦，垂直照射在样品上，样品产生拉曼散射光谱簇。
5.根据权利要求1所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的装置及其方法，其特征在于，所述的一种新型拉曼光谱中荧光抑制的方法如下：
样品产生的拉曼散射光谱簇经过透镜2(07)扩束，再由分束滤光片(06)反射到透镜3(04)，经过透镜3(04)聚焦到集光器(05)中心。由集光器(05)收集样品的拉曼散射光谱簇，传到拉曼光谱仪(09)的CCD检测器上，在CCD检测器上显示样品的叠加拉曼光谱。这些拉曼光谱具有相同的荧光背景，因此在CCD检测器上具有对应的相同荧光CCD像素位置，而样品的拉曼光谱在CCD检测器对应不同的像素位置。再经过计算机(10)处理、卷积解调出每个激发波长的拉曼光谱曲线，提取、扣除荧光背景，从而获得高精度的拉曼光谱检测。
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