CN110772224A - 拉曼探针 - Google Patents
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Abstract
公开了一种拉曼探针，包括：光源，被配置为将光发射到对象上；光收集器，被配置为通过反射来自对象的拉曼散射光来收集拉曼散射光，光收集器包括：光入射端口；光发射端口；以及反射表面，包括光入射端口部分和光发射端口部分，光入射端口部分相对于光收集器的光轴的斜率小于光发射端口部分相对于光轴的斜率；聚光透镜，被配置为收集光收集器收集的拉曼散射光；以及光电检测器，被配置为检测聚光透镜收集的拉曼散射光。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月31日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2018-0089268的优先权，其全部内容通过引用合并于本文以用于所有目的。
技术领域
本公开的示例实施例涉及拉曼探针和使用拉曼探针的生物成分分析装置。
背景技术
使用诸如拉曼光谱分析法之类的光谱分析技术的非侵入式生物传感器可以改善用户便利性，这是因为传感器可以测量血液成分而无需进行抽血。具体地，这种非侵入式分析技术可以用于通过基于每个个体的测量的皮肤光谱分析真皮层中存在的组织液来预测血液成分的信号。然而，非侵入式生物传感器的缺点在于，测量的拉曼信号量通常较小，并且当使用现有的基于图像的检查光学系统和内窥镜形式的拉曼探针从诸如皮肤之类的混浊介质测量拉曼信号时，拉曼光收集效率非常低。
发明内容
示例实施例提供了拉曼探针和使用该拉曼探针的生物成分分析装置，其中可以增加光收集效率。
根据示例实施例的一方面，一种拉曼探针，包括：光源，被配置为将光发射到对象上；光收集器，被配置为通过反射来自所述对象的拉曼散射光来收集所述拉曼散射光，所述光收集器包括：光入射端口；光发射端口；以及反射表面，包括光入射端口部分和光发射端口部分，所述光入射端口部分相对于所述光收集器的光轴的斜率小于所述光发射端口部分相对于所述光轴的斜率；聚光透镜，被配置为收集所述光收集器收集的所述拉曼散射光；以及光电检测器，被配置为检测所述聚光透镜收集的所述拉曼散射光。
所述光收集器可以包括以光轴为旋转轴的旋转体。
所述反射表面可以设置在所述光收集器的内圆周表面上。
所述反射表面的斜率可以从所述光入射端口朝向所述光发射端口增大。
所述光收集器的所述光发射端口的内直径与所述聚光透镜的通光孔径之间的差可以等于或小于阈值。
所述光收集器的光轴方向长度可以等于或小于所述光入射端口的内直径的10倍。
所述光收集器和所述聚光透镜之间的距离可以短于所述光收集器的光轴方向长度。
所述光收集器还可以被配置为反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以大于所述聚光透镜的接收角的角度入射在所述光收集器上的第一拉曼散射光，并且还可以被配置为不反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以等于或小于所述聚光透镜的接收角的角度入射在所述光收集器上的第二拉曼散射光。
所述光收集器的内直径可以基于以下来确定：所述光入射端口的内半径、所述光入射端口部分的斜率和所述光收集器的光轴方向长度。
所述光入射端口的内半径和所述光入射端口部分的斜率可以基于以下至少一项来确定：所述聚光透镜的数值孔径、所述光电检测器的尺寸以及能够由所述光电检测器检测的最大发散角。
所述拉曼探针还可以包括插入在所述聚光透镜与所述光电检测器之间的光纤。
根据另一示例实施例的一方面，一种拉曼探针，包括：光源，被配置为将光发射到对象上；光收集器，被配置为通过反射来自所述对象的拉曼散射光来收集所述拉曼散射光，所述光收集器包括：光入射端口；光发射端口；以及反射表面，包括光入射端口部分和光发射端口部分，所述光入射端口部分相对于所述光收集器的光轴的斜率小于所述光发射端口部分相对于所述光轴的斜率；以及光电检测器，被配置为检测所述光收集器收集的所述拉曼散射光。
所述光收集器可以包括以光轴为旋转轴的旋转体。
所述反射表面可以设置在所述光收集器的内圆周表面上。
所述反射表面的斜率可以从所述光入射端口朝向所述光发射端口增大。
所述光收集器的光轴方向长度可以等于或小于所述光入射端口的内直径的10倍。
所述光收集器与所述光电检测器之间的距离可以短于所述光收集器的光轴方向长度。
所述光收集器还可以被配置为反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以大于能够由所述光电检测器检测的最大发散角的角度入射在所述光收集器上的第一拉曼散射光，并且还可以被配置为不反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以等于或小于能够由所述光电检测器检测的最大发散角的角度入射在所述光收集器上的第二拉曼散射光。
所述光收集器的内直径可以基于以下来确定：所述光入射端口的内半径、所述光入射端口部分的斜率和所述光收集器的光轴方向长度。
所述光入射端口的内半径和所述光入射端口部分的斜率可以基于以下至少一项来确定：所述光电检测器的尺寸以及能够由所述光电检测器检测的最大发散角。
根据另一示例实施例的一方面，一种拉曼探针，包括：光反射器，其中，所述光反射器的内表面被配置为反射被对象拉曼散射的光；以及光电检测器，被配置为检测所述对象散射的光以及所述光反射器的内表面反射的光。
所述光反射器可以包括以所述光反射器的光轴为旋转轴的旋转体。
所述光反射器的圆形光入口的直径可以小于所述光反射器的圆形光出口的直径。
所述光反射器的直径可以从所述光反射器的圆形光入口到所述光反射器的圆形光出口逐渐增大。
所述光反射器的光轴方向长度可以小于或等于所述光反射器的所述圆形光入口的直径的10倍。
所述光反射器与所述光电检测器之间的距离可以小于所述光反射器的光轴方向长度。
被所述对象拉曼散射的光的第一部分可以穿过所述光反射器的入口并且可以被所述光反射器的内表面反射，并且被所述对象拉曼散射的光的第二部分可以穿过所述光反射器的入口并且可以不被所述光反射器的内表面反射。
被所述对象拉曼散射的光的第一部分的第一散射角可以大于预定散射角，并且被所述对象拉曼散射的光的第二部分的第二散射角可以小于或等于所述预定散射角。
附图说明
从结合附图对示例实施例的以下描述中，上述和/或其他方面将变得清楚明白并且更容易理解，在附图中：
图1是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图；
图2是说明根据示例实施例的光收集器的反射表面的图；
图3是示出了根据光收集器的光入射端口的反射表面的斜率到达光电检测器的光的最大发散角的示例的图；
图4是示出了比较使用光收集器和聚光透镜的情况和仅使用聚光透镜的情况下的光收集程度的示例的图；
图5是示出了根据示例实施例的拉曼探针的光收集效率的仿真结果的图；
图6是示出了在存在拉曼源偏移的情况下拉曼探针的光收集效率的示例的图；
图7是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图；
图8是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图；
图9是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图；
图10是示出了根据示例实施例的生物成分估计装置的示例的框图；以及
图11是示出了根据示例实施例的生物成分分析装置的框图。
具体实施方式
下面，将参照附图来详细描述本公开的示例实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，尽管在其他附图中示出。在以下描述中，当可能使本公开的主题不清楚时，将省略对本文包含的公知功能和配置的详细描述。
除非在本公开的上下文中明确陈述了指定顺序，否则本文描述的过程步骤可以与指定顺序不同地执行。也就是说，每个步骤可以按特定顺序执行，基本上同时地执行，或者按相反的顺序执行。
此外，贯穿本说明书使用的术语是考虑到根据示例实施例的功能来定义的，并且可以根据用户或管理者的目的或先例等而变化。因此，应当基于整个上下文作出对术语的定义。
尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将元件彼此区分。除非另外明确说明，否则任何单数引用可以包括复数。在本说明书中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在，而并非旨在排除可能存在或可能添加一个或多个其它特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的可能性。
此外，仅根据主要由组件执行的功能来区分将在说明书中描述的组件。即，两个或更多个组件可以被集成到单个组件中。此外，单个组件可以分成两个或更多个组件。此外，除了其主要功能之外，每个组件可以另外执行由另一组件执行的功能的一些或全部。每个组件的一些或全部主要功能可以由另一组件来执行。每个组件可以实现为硬件、软件或两者的组合。
贯穿附图和具体实施方式，除非另外描述，否则相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清楚、图示和方便起见，可以将这些元件的相对尺寸和标绘放大。
图1是示出了根据示例实施例的拉曼探针的示例的图；以及图2是说明根据示例实施例的光收集器的反射表面的图。
参照图1和图2，拉曼探针100包括光源单元110、光收集器120(即，光反射器)、聚光透镜130和光电检测器140。
光源单元110可以将光发射到样品上。为此，光源单元110可以包括一个或多个光源。例如，光源可以将预定波长的光(例如，可见光或红外光)发射到样品上。然而，光源不限于此，并且光源发射的光的波长可以根据测量目的、待分析对象等而变化。此外，光源不一定是单个发光体，而可以是多个发光体的阵列。在光源被配置为多个发光体的阵列的情况下，多个发光体均可以根据测量目的发射与其他发光体发射的光的波长不同波长的光，或者所有发光体可以发射相同波长的光。在示例实施例中，光源可以是发光二极管(LED)、激光二极管等。然而，这仅是示例，并且光源不限于此。
在示例实施例中，光源单元110还可以包括用于选择特定波长的光的滤波器(例如，长通滤波器、清除滤波器、带通滤波器等)和/或用于将发射的光朝向对象的皮肤上的期望位置导引的光学元件(例如，反射镜等)。
在示例实施例中，光源单元110可以设置在光收集器120或聚光透镜130的左侧、右侧、前侧和后侧，以便从光收集器120或聚光透镜130的侧面将光倾斜地发射到位于光收集器120或聚光透镜130下方的对象上。
光收集器120可以主要通过反射来自对象的拉曼散射光来收集光。光收集器120包括内圆周表面和外圆周表面，并且是具有光轴(z轴)作为旋转轴以及形成在内圆周表面上的反射表面的旋转体。换言之，可以通过围绕光轴旋转与光轴共面的平面形状来确定光收集器120的形状。
光收集器120包括：光入射端口121(即，圆形光入口)，来自对象的拉曼散射光穿过该光入射端口121入射；以及光发射端口122(即，圆形光出口)，入射的拉曼散射光穿过该光发射端口122被发射。拉曼散射光可以穿过光入射端口121和光发射端口122。
光收集器120的内圆周表面可以镀有具有高光反射率的金属(例如，金)，以便反射穿过光入射端口121入射的全部或部分拉曼散射光。然而，光收集器120的内圆周表面不限于此，并且可以形成为反射器等。
关于光轴(z轴)，光收集器120的光入射端口121的反射表面可以形成为具有比光发射端口122的反射表面的斜率tanθ’更小的斜率tanθ。在这种情况下，反射表面的斜率可以指示基于光轴(z轴)的在反射表面的光轴方向上的切线的斜率。换言之，光入射端口121处光轴与反射表面之间的角度θ可以小于光发射端口122处光轴与反射表面之间的角度θ。在示例实施例中，光收集器的反射表面的斜率可以从光入射端口121朝向光发射端口122变大。
光收集器120可以仅反射入射的拉曼散射光线之中的以大于特定角度的角度入射在光收集器120上的拉曼散射光。例如，光收集器120可以反射入射的拉曼散射光线之中的以超过聚光透镜130的接收角度的角度入射的拉曼散射光，并且可以不反射入射的拉曼散射光线之中的以等于或小于聚光透镜130的接收角度的角度入射的聚光透镜130的拉曼散射光。
可以基于光入射端口121的内半径R0、光入射端口121的反射表面的斜率tanθ和光轴方向位置z来确定光收集器120的每个光轴方向位置的内半径r。例如，光收集器120的每个光轴方向位置的内半径可以用方程1确定。
[方程1]
r2＝R0[1+2ztanθ+a2z2+a3z3+a4z4+a5z5]
这里，a2、a3、a4和a5可以表示系数，其中可以通过考虑诸如聚光透镜130的数值孔径(NA)、光电检测器140的尺寸、能够由光电检测器140检测的最大发散角等系统特性和规格来确定光入射端口121的内半径R0、光入射端口121的反射表面的斜率tanθ，和系数a2、a3、a4和a5。
可以通过围绕光轴(z轴)作为旋转轴旋转曲线210来形成光收集器120的内圆周表面，即反射表面。
光收集器120的光发射端口122的内直径可以与聚光透镜130的通光孔径相同或类似，使得已经穿过光收集器120的所有光线可以穿过聚光透镜130的通光孔径。例如，光收集器120的光发射端口122的内直径与聚光透镜130的通光孔径之间的差可以等于或小于预定阈值。此外，光收集器120的光轴方向长度D可以等于或小于光入射端口121的内直径2R0的10倍。
聚光透镜130可以二次收集已经首先由光收集器120收集的拉曼散射光。
光收集器120与聚光透镜130之间的距离可以短于光收集器120的光轴方向长度。也就是说，光收集器120和聚光透镜130可以被设置为，使得光收集器120与聚光透镜130之间的距离可以短于光收集器120的光轴方向长度。
光电检测器140可以检测已经由聚光透镜130二次收集的拉曼散射光。在示例实施例中，光电检测器140可以包括光电二极管、光电晶体管、互补金属氧化物半导体(CMOS)、电荷耦合器件(CCD)等。光电检测器140不一定是单个器件，而可以是多个器件的阵列。
虽然图1示出了一个光收集器，但是光收集器不限于此。也就是说，根据光电检测器140和对象的形状，光电检测器140可以包括多个光收集器的阵列。
图3是示出了根据光收集器的光入射端口的反射表面的斜率到达光电检测器的光的最大发散角的示例的图。更具体地，图3示出了在光入射端口的内半径R0是R0＝1mm、聚光透镜的NA是NA＝0.5、a2＝a4＝a5＝0且a3＝0.5的情况下，即，在方程1是r2＝1+2ztanθ+0.05z3的情况下，根据光入射端口的反射表面的斜率的收集的光的最大发散角。
参照图3，在光入射端口的反射表面的倾斜角θ约为30°的情况下，到达光电检测器的光的最大发散角被最小化。这可以指示在光入射端口的反射表面的倾斜角θ类似于聚光透镜的接收角(在所示示例中，聚光透镜的NA是NA＝0.5，使得聚光透镜的接收角为30°)的情况下，到达光电检测器的光的最大发散角被最小化。
图4是示出了比较使用光收集器和聚光透镜的情况和仅使用聚光透镜的情况下的光收集程度的示例的图。
参照图4，在(a)使用光收集器120和聚光透镜130的情况下，以大于聚光透镜130的接收角的角度入射的拉曼散射光(例如，从对象表面发射的拉曼散射光)从光收集器120的反射表面被反射，使得发散角变为等于或小于聚光透镜130的接收角的角度。因此，也可以收集以大于聚光透镜130的接收角的角度入射在光收集器120上的拉曼散射光，以转移到聚光透镜130。
相反，在(b)仅使用聚光透镜130而没有光收集器120的情况下，以大于聚光透镜130的接收角的角度入射在聚光透镜130上的拉曼散射光可以不转移到聚光透镜130。
也就是说，可以看出，与(b)仅使用聚光透镜130而没有光收集器120的情况相比，在(a)使用光收集器120和聚光透镜130的情况下，可以极大提高光收集效率。
图5是示出了根据示例实施例的拉曼探针的光收集效率的仿真结果的图。更具体地，图5示出了在入射开口的内半径R0是R0＝1mm、光入射端口121的反射表面的倾斜角是θ＝30°、聚光透镜的NA是NA＝0.5、a2＝a4＝a5＝0且a3＝0.5的情况下，即，在方程1是r2＝1+2ztanθ+0.05z3的情况下，拉曼探针的仿真结果。
如图5所示，可以看出，在拉曼散射光以均匀的半球形图案以2π的立体角发射在具有直径1mm的样品表面(反射表面的光反射率＝100％)上的理想情况下，当(a)使用光收集器和聚光透镜时，仿真结果显示光收集效率为99％或更高(在所示示例中，检测到50,000,000光线中的49,999,927光线)；相比之下，当(b)仅使用聚光透镜时，仿真结果显示光收集效率为约25％。
如图5中进一步所示，在(a)使用光收集器和聚光透镜的情况下，如在位置空间图中所示，在直径为10mm的空间中检测光，并且如在角度空间图中所示，检测光的发散角等于或小于16°。
图6是示出了在存在拉曼源偏移的情况下拉曼探针的光收集效率的示例的图。图6示出了在光入射端口的内半径R0是R0＝1mm、光入射端口121的反射表面的倾斜角是θ＝30°、聚光透镜的NA是NA＝0.5、a2＝a4＝a5＝0且a3＝0.5的情况下，即，在方程1是r2＝1+2ztanθ+0.05z3的情况下，拉曼探针的每个拉曼源偏移的光收集效率。这里，拉曼源可以指示样品区域，光被发射到该样品区域上并且光从该样品区域被拉曼散射。在所示的示例中，假设拉曼源的直径为1mm。
参照图6，在拉曼源620位于光入射端口区域610内的情况下(在偏移为0mm和0.5mm的情况下)，光收集效率几乎为100％。相反，在拉曼源620偏离光入射端口区域610的情况下(在偏移为0.7mm的情况下)，光收集效率急剧下降。
也就是说，即使当在x轴方向或y轴方向上存在拉曼源620的偏移时，如果拉曼源620没有偏离光收集器的光入射端口610，则根据本公开的示例实施例的拉曼探针的光收集效率也可以保持在高水平。
图7是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图。
参照图7，拉曼探针700包括光源单元110、光收集器120、聚光透镜130和光电检测器140。
当与图1的拉曼探针100相比时，图7的拉曼探针700的光源单元110的位置是不同的。也就是说，在图7的拉曼探针700中，光源单元110设置在光电检测器110上方，以在与光轴垂直的方向上发射光。
另外，上面参考图1详细描述了光源单元110、光收集器120、聚光透镜130和光电检测器140，因此这里将省略其详细描述。
图8是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图。
参照图8，拉曼探针800包括光源单元110、光收集器120、聚光透镜130、光电检测器140和光纤810。
当与图1的拉曼探针100相比时，图8的拉曼探针800还可以包括插入在聚光透镜130与光电检测器140之间的光纤810。也就是说，在图8的拉曼探针800中，已经由聚光透镜130二次聚焦的拉曼散射光可以穿过光纤810以被光电检测器110检测。
另外，上面参考图1详细描述了光源单元110、光收集器120、聚光透镜130和光电检测器140，因此这里将省略其详细描述。
图9是示出了根据示例实施例的拉曼探针的图。
参照图9，拉曼探针900包括光源单元110、光收集器120和光电检测器140。
当与图1的拉曼探针100相比时，图9的拉曼探针900可以不包括聚光透镜130。也就是说，在图9的拉曼探针900中，光电检测器140可以检测光收集器120收集的光。
在这种情况下，光收集器120可以反射来自对象的拉曼散射光线之中的以大于可以由光电检测器140检测的最大发散角的角度入射在光收集器120上的拉曼散射光，并且可以不反射以等于或小于可以由光电检测器140检测的最大发散角的角度入射在光收集器120上的拉曼散射光。此外，光收集器120与光电检测器140之间的距离可以短于光收集器120的光轴方向长度。
另外，上面参考图1详细描述了光源单元110、光收集器120和光电检测器140，因此这里将省略其详细描述。
图10是示出了根据示例实施例的生物成分估计装置的框图。
参考图10，生物成分估计装置1000包括拉曼探针1010和处理器1020。这里，拉曼探针1010可以是上面参考图1至图9描述的任何拉曼探针100、700、800和900，因此这里将省略其详细描述。
处理器1020可以控制生物成分估计装置1000的整体操作，并且可以处理与生物成分估计装置1000的操作有关的各种信号。
处理器1020可以基于由拉曼探针1010检测的拉曼散射光来获得对象的拉曼光谱。
另外，处理器1020可以通过分析所获得的拉曼光谱来估计对象的生物成分的值。这里，生物成分可以包括血糖、胆固醇、甘油三酯、蛋白质、尿酸等；且皮肤成分，例如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白等。
图11是示出了根据示例实施例的生物成分分析装置的框图。
参考图11，生物成分分析装置1100包括拉曼探针1110、处理器1120、输入接口1130、存储装置1140、通信接口1150和输出接口1160。这里，拉曼探针1110和处理器1120与图10的拉曼探针1010和处理器1020相同，因此将省略其详细描述。
输入接口1130可以接收来自用户的各种操作信号的输入。在示例实施例中，输入接口1130可以包括键区、圆顶开关、触摸板(静态压力/电容)、滚轮、微动开关、硬件(H/W)按钮等。具体地，形成具有显示器的层结构的触摸板可以是触摸屏。
存储装置1140可以存储用于操作生物成分分析装置1100的程序或命令，并且可以存储输入到生物成分分析装置1100的数据和从生物成分估计装置1100输出的数据。此外，存储装置1140可以存储所获得的拉曼光谱和/或的估计的对象生物信息等。
存储装置1140可以包括以下存储介质中的至少一个：闪存型存储器、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器、卡型存储器(例如，SD存储器、XD存储器等)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁存储器、磁盘和光盘等。此外，生物成分分析装置1100可以操作在互联网上执行存储装置1140的存储功能的外部存储介质(例如网页存储器等)。
通信接口1150可以执行与外部设备的通信。例如，通信接口1150可以向外部设备发送用户输入的数据、拉曼光谱和/或对象的生物信息等；或者可以从外部设备接收对于获得拉曼光谱和/或估计生物信息有用的各种数据。
在这种情况下，外部设备可以是使用用户输入的数据、拉曼光谱和/或对象的生物信息等的医疗设备、用于打印出结果的打印机、或用于显示结果的显示器。此外，外部设备可以是数字电TV、台式计算机、蜂窝电话、智能电话、平板PC、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航设备、MP3播放器、数码相机、可穿戴设备等，但是不限于此。
通信接口1150可以通过使用蓝牙通信、蓝牙低能耗(BLE)通信、近场通信(NFC)、WLAN通信、Zigbee通信、红外数据协会(IrDA)通信、Wi-Fi直连(WFD)通信、超宽带(UWB)通信、Ant+通信、WIFI通信、射频识别(RFID)通信、3G通信、4G通信、5G通信等与外部设备进行通信。然而，这仅仅是示例，并不是限制性的。
输出接口1160可以输出用户输入的数据、拉曼光谱和/或对象的生物信息等。在示例实施例中，输出接口1160可以通过使用声学方法、视觉方法和触觉方法中的至少一种方法来输出用户输入的数据、拉曼光谱和/或对象的生物信息等。为此，输出接口1160可以包括显示器、扬声器、振动器等。
本公开的实施例可以实现为存储在非暂时性计算机可读记录介质中的计算机可读代码。本领域的普通计算机编程人员可以推导出实现本公开所需的代码和代码段。非暂时性计算机可读记录介质可以是以计算机可读方式存储数据的任何类型的记录设备。非暂时性计算机可读记录介质的示例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光盘等。此外，计算机可读记录介质可以分布在连接到网络的多个计算机系统上，使得计算机可读记录介质以分散的方式被写入其中并且从其执行。
本文已经描述了示例实施例。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本公开的主旨的情况下进行各种修改。因此，应该理解的是，本公开的范围不限于上述示例实施例，而是旨在包括包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同物。
Claims (28)
1.一种拉曼探针，包括：
光源，被配置为将光发射到对象上；
光收集器，被配置为通过反射来自所述对象的拉曼散射光来收集所述拉曼散射光，所述光收集器包括：
光入射端口；
光发射端口；以及
反射表面，包括光入射端口部分和光发射端口部分，所述光入射端口部分相对于所述光收集器的光轴的斜率小于所述光发射端口部分相对于所述光轴的斜率；
聚光透镜，被配置为收集所述光收集器收集的所述拉曼散射光；以及
光电检测器，被配置为检测所述聚光透镜收集的所述拉曼散射光。
2.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器是以所述光轴为旋转轴的旋转体。
3.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述反射表面设置在所述光收集器的内圆周表面上。
4.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述反射表面的斜率从所述光入射端口朝向所述光发射端口增大。
5.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器的所述光发射端口的内直径与所述聚光透镜的通光孔径之间的差等于或小于阈值。
6.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器的光轴方向长度等于或小于所述光入射端口的内直径的10倍。
7.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器和所述聚光透镜之间的距离短于所述光收集器的光轴方向长度。
8.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器还被配置为反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以大于所述聚光透镜的接收角的角度入射在所述光收集器上的第一拉曼散射光，并且还被配置为不反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以等于或小于所述聚光透镜的接收角的角度入射在所述光收集器上的第二拉曼散射光。
9.根据权利要求1所述的拉曼探针，其中，所述光收集器的内直径是基于以下来确定的：所述光入射端口的内半径、所述光入射端口部分的斜率和所述光收集器的光轴方向长度。
10.根据权利要求9所述的拉曼探针，其中，所述光入射端口的内半径和所述光入射端口部分的斜率是基于以下至少一项来确定的：所述聚光透镜的数值孔径、所述光电检测器的尺寸和能够由所述光电检测器检测的最大发散角。
11.根据权利要求1所述的拉曼探针，还包括：插入在所述聚光透镜与所述光电检测器之间的光纤。
12.一种拉曼探针，包括：
光源，被配置为将光发射到对象上；
光收集器，被配置为通过反射来自所述对象的拉曼散射光来收集所述拉曼散射光，所述光收集器包括：
光入射端口；
光发射端口；以及
反射表面，包括光入射端口部分和光发射端口部分，所述光入射端口部分相对于所述光收集器的光轴的斜率小于所述光发射端口部分相对于所述光轴的斜率；以及
光电检测器，被配置为检测所述光收集器收集的所述拉曼散射光。
13.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述光收集器是以所述光轴为旋转轴的旋转体。
14.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述反射表面设置在所述光收集器的内圆周表面上。
15.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述反射表面的斜率从所述光入射端口朝向所述光发射端口增大。
16.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述光收集器的光轴方向长度等于或小于所述光入射端口的内直径的10倍。
17.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述光收集器与所述光电检测器之间的距离短于所述光收集器的光轴方向长度。
18.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述光收集器还被配置为反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以大于能够由所述光电检测器检测的最大发散角的角度入射在所述光收集器上的第一拉曼散射光，并且还被配置为不反射来自所述对象的所述拉曼散射光之中的以等于或小于能够由所述光电检测器检测的最大发散角的角度入射在所述光收集器上的第二拉曼散射光。
19.根据权利要求12所述的拉曼探针，其中，所述光收集器的内直径是基于以下来确定的：所述光入射端口的内半径、所述光入射端口部分的斜率和所述光收集器的光轴方向长度。
20.根据权利要求19所述的拉曼探针，其中，所述光入射端口的内半径和所述光入射端口部分的斜率是基于以下至少一项来确定的：所述光电检测器的尺寸以及能够由所述光电检测器检测的最大发散角。
21.一种拉曼探针，包括：
光反射器，包括内表面，所述内表面被配置为反射被对象拉曼散射的光；以及
光电检测器，被配置为检测被所述对象拉曼散射的光以及由所述光反射器的内表面反射的光。
22.根据权利要求21所述的拉曼探针，其中，所述光反射器是以所述光反射器的光轴为旋转轴的旋转体。
23.根据权利要求22所述的拉曼探针，其中，所述光反射器还包括圆形光入口和圆形光出口，并且所述光反射器的所述圆形光入口的直径小于所述光反射器的所述圆形光出口的直径。
24.根据权利要求21所述的拉曼探针，其中，所述光反射器还包括圆形光入口和圆形光出口，并且所述光反射器的直径从所述光反射器的所述圆形光入口到所述光反射器的所述圆形光出口逐渐增大。
25.根据权利要求23所述的拉曼探针，其中，所述光反射器的光轴方向长度小于或等于所述光反射器的所述圆形光入口的直径的10倍。
26.根据权利要求22所述的拉曼探针，其中，所述光反射器与所述光电检测器之间的距离小于所述光反射器的光轴方向长度。
27.根据权利要求21所述的拉曼探针，其中，被所述对象拉曼散射的光的第一部分穿过所述光反射器的入口并被所述光反射器的内表面反射，并且
其中，被所述对象拉曼散射的光的第二部分穿过所述光反射器的入口并且不被所述光反射器的内表面反射。
28.根据权利要求27所述的拉曼探针，其中，被所述对象拉曼散射的光的第一部分的第一散射角大于预定散射角，并且
其中，被所述对象拉曼散射的光的第二部分的第二散射角小于或等于所述预定散射角。
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