CN111122547A - 一种动态拉曼散射光分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及拉曼散射光分析设备技术领域,公开了一种动态拉曼散射光分析装置,包括:激发光源、光束扩束器、带通滤波器、第一分光镜、物镜、置物平台、带拒滤波器、耦合透镜以及光谱分析仪,所述置物平台用于放置测试样品,该装置设计合理,结构新颖,使用方法简单便于操作,经由调整照射于测试样品的激发光源的光束斑点大小,可激发出不同区域范围的拉曼散射光,以供后续的拉曼散射光谱与拉曼散射光影像量测,此外,经由调整光谱分析仪中稜镜的光栅面或反射面位置,使得拉曼散射光分别入射光栅面或反射面,可分别测得测试样品的拉曼散射光谱或拉曼散射光影像。
Description
技术领域
本发明涉及拉曼散射光分析设备技术领域,特别是涉及一种动态拉曼散射光分析装置。
背景技术
当被激发的分子在激发态基本上不停留,立即以相同的波长,随机地改变入射光的方向把能量释放出来,称为散射;而当被激发的分子,在散射时以不同于原来激发光的波长释放出能量时,称为拉曼光。
拉曼散射光经由光谱分析仪分析后可得到拉曼散射光谱,但是,现有的拉曼散射光谱系由测试样品较小区域范围所被激发出,每次仅能测得测试样品较小区域范围的拉曼散射光影像,如欲测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱,则需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,才能测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱,该测试过程步骤繁琐,费时费力,并且无法快速取得较大区域范围的拉曼散射光影像。
发明内容
本发明所提供的一种动态拉曼散射光分析装置,解决了现有的拉曼散射光谱在测试较大区域范围的拉曼散射光谱时,需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,该操作过程繁琐,费时费力,并且无法快速取得拉曼散射光影像的问题。
为了解决上述的技术问题,本申请提供一种动态拉曼散射光分析装置,主要包括:激发光源101、光束扩束器102、反射镜、带通滤波器105、第一分光镜107、物镜108、置物平台109、带拒滤波器111、耦合透镜112以及光谱分析仪113,所述置物平台109用于放置测试样品114,所述激发光源101、光束扩束器102、带通滤波器105、第一分光镜107、物镜108和置物平台109依次布置于第一光路1011上,所述激发光源101发出的激发光束通过所述第一光路1011照射于所述测试样品114并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述置物平台109、物镜108、第一分光镜107、带拒滤波器111、耦合透镜112和光谱分析仪113位于第二光路1012上,所述光谱分析仪113接收所述拉曼散射光。
优选的,所述激发光源(101)发出的激发光束通过所述第一光路(1011)照射于所述测试样品(114)并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述光谱分析仪(113)接收所述拉曼散射光。
优选的,所述反射镜包括:第一反射镜103、第二反射镜104、第三反射镜106以及第四反射镜110;
所述第一反射镜103和第二反射镜104设于所述光束扩束器102和带通滤波器105之间,所述第三反射镜106设于所述带通滤波器105和第一分光镜107之间,所述第四反射镜110设于所述第一分光镜107和带拒滤波器111之间。
优选的,所述光谱分析仪113包括:第一滤波器1131、第五反射镜1132、准直面镜1133、稜镜1134、聚焦面镜1135、第六反射镜1136、第二滤波器1137及影像感测装置1138;
所述第一滤波器1131、第五反射镜1132、准直面镜1133、稜镜1134、聚焦面镜1135、第六反射镜1136、第二滤波器1137和影像感测装置1138依次布置于所述第二光路1012上,所述第一滤波器1131位于光谱分析仪113进光端,所述第二滤波器1137位于光谱分析仪113出光端。
优选的,所述第一滤波器1131包括:第一低通滤波器11311以及第一高通滤波器11312;
所述第一低通滤波器11311位于第一高通滤波器11312的进光侧。
优选的,所述第二滤波器1137包括:第二低通滤波器11372以及第二高通滤波器11371;
所述第二高通滤波器11371位于第二低通滤波器11372的进光侧。
优选的,所述稜镜1134具有光栅面11341以及反射面11342。
优选的,所述测试样品114放置于置物平台109顶端。
优选的,所述动态拉曼散射光分析装置还包括:荧光影像撷取结构,所述荧光影像撷取结构位于置物平台109一侧。
优选的,所述荧光影像撷取结构包括:汞灯215、第一可变波段滤波器216、第二分光镜217、荧光照相机218、第二可变波段滤波器219以及第七反射镜220;
所述汞灯215、第一可变波段滤波器216、第二分光镜217、物镜108和置物平台109依次布置于第三光路2151,所述置物平台109、物镜108、第二分光镜217、第七反射镜220、第二可变波段滤波器219和荧光照相机218位于第四光路2152。
本发明所提供的一种动态拉曼散射光分析装置,包括:一种动态拉曼散射光分析装置,主要包括:激发光源、光束扩束器、反射镜、带通滤波器、第一分光镜、物镜、置物平台、带拒滤波器、耦合透镜以及光谱分析仪,所述置物平台用于放置测试样品,所述激发光源、光束扩束器、带通滤波器、第一分光镜、物镜和置物平台依次布置于第一光路上,所述激发光源发出的激发光束通过所述第一光路照射于所述测试样品并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述置物平台、物镜、第一分光镜、带拒滤波器、耦合透镜和光谱分析仪位于第二光路上,所述光谱分析仪接收所述拉曼散射光,该装置设计合理,结构新颖,使用方法简单便于操作,经由调整照射于测试样品的激发光源的光束斑点大小,可激发出不同区域范围的拉曼散射光,以供后续的拉曼散射光谱与拉曼散射光影像量测,此外,经由调整光谱分析仪中稜镜的光栅面或反射面位置,使得拉曼散射光分别入射光栅面或反射面,可分别测得测试样品的拉曼散射光谱或拉曼散射光影像,解决了现有的拉曼散射光谱系由测试样品较小区域范围所被激发出,如欲测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱,则需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,才能测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱。此外,较大区域范围的拉曼散射光影像也无法快速取得,每次仅能测得测试样品较小区域范围的拉曼散射光影像,如欲测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光影像,也需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,才能测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光影像的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一种动态拉曼散射光分析装置的第一实施例结构示意图;
图2是本发明实施例一种动态拉曼散射光分析装置的第一实施例的激发光束光路结构示意图;
图3是本发明实施例一种动态拉曼散射光分析装置的第一实施例的拉曼散射光谱量测结构示意图;
图4是本发明实施例一种动态拉曼散射光分析装置的第一实施例的拉曼散射光影像量测结构示意图;
图5是本发明实施例一种动态拉曼散射光分析装置的第二实施例的荧光影像量测结构示意图。
图中,101、激发光源;102、光束扩束器;103、第一反射镜;104、第二反射镜;105、带通滤波器;106、第三反射镜;107、第一分光镜;108、物镜;109、置物平台;110、第四反射镜;111、带拒滤波器;112、耦合透镜;113、光谱分析仪;1011、第一光路;1012、第二光路;1131、第一滤波器;1132、第五反射镜;1133、准直面镜;1134、稜镜;1135、聚焦面镜;1136、第六反射镜;1137、第二滤波器;1138、影像感测装置;11311、第一低通滤波器;11312、第一高通滤波器;11371、第二高通滤波器;11372、第二低通滤波器;11341、光栅面;11342、反射面;114、测试样品;215、汞灯;216、第一可变波段滤波器;217、第二分光镜;218、荧光照相机;219、第二可变波段滤波器;220、第七反射镜;2151、第三光路;2152、第四光路。
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。
实施例:根据说明书附图1可知,图1是本案的第一实施例的示意图,一种动态拉曼散射光分析装置,包括:激发光源101、光束扩束器102、带通滤波器105、第一分光镜107、物镜108、置物平台109、带拒滤波器111、耦合透镜112以及光谱分析仪113,连接关系如下:
所述置物平台109用于放置测试样品114,所述激发光源101、光束扩束器102、带通滤波器105、第一分光镜107、物镜108和置物平台109依次布置于第一光路1011上;
所述置物平台109、物镜108、第一分光镜107、带拒滤波器111、耦合透镜112和光谱分析仪113位于第二光路1012上;
所述激发光源101发出的激发光束通过所述第一光路1011照射于所述测试样品114并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述光谱分析仪113接收所述拉曼散射光。
所述反射镜包括:第一反射镜103、第二反射镜104、第三反射镜106以及第四反射镜110;
所述光谱分析仪113包括:第一滤波器1131、第五反射镜1132、准直面镜1133、稜镜1134、聚焦面镜1135、第六反射镜1136、第二滤波器1137及影像感测装置1138;
所述第一滤波器1131包括:第一低通滤波器11311以及第一高通滤波器11312;
所述第二滤波器1137包括:第二低通滤波器11372以及第二高通滤波器11371;
所述稜镜1134具有光栅面11341以及反射面11342。
通过上述总体情况可知,光路指的是光传播的路径,当欲测量的测试样品114的拉曼散射光谱时,需调整稜镜1134使光栅面11341面向入射的拉曼散射光,当欲测量测试样品114的拉曼散射光影像时,需调整稜镜1134使反射面11342面向入射的拉曼散射光,动态拉曼散射光分析装置量测拉曼散射光谱与拉曼散射光影像的过程与其对应的光学路径的具体说明如下。
根据说明书附图2可知,图2是本发明的第一实施例的激发光束光路示意图,当欲量测拉曼散射光谱时,先将测试样品114放置于置物平台109,启动激发光源101,通过激发光源101发出激发光束,该激发光束为第一光路1011,激发光束先入射光束扩束器102使激发光束的光束斑点变大,再由第一反射镜103以及第二反射镜104反射后,改变行进方向射向带通滤波器105,带通滤波器105只允许激发光束通过,其它波长光束将被滤除无法通过,接着经由第三反射镜106反射后改变行进方向射向第一分光镜107,第一分光镜107可使部份的激发光束通过及部份的激发光束反射,被第一分光镜107反射的激发光束将改变行进方向射向物镜108,最后由物镜108将激发光束聚焦照射于测试样品114。
根据说明书附图3可知,图3是本发明的第一实施例的拉曼散射光谱量测示意图。如上所述,激发光束最后将由物镜108聚焦照射于测试样品114,测试样品114因此将被激发光束激发出拉曼散射光RSL,该拉曼散射光RSL为第二光路1012,此拉曼散射光RSL的前进方向与入射的激发光束相反,其将依序通过物镜108以及第一分光镜107,经第四反射镜110反射后改变行进方向射向带拒滤波器111,带拒滤波器111只允许入射的拉曼散射光RSL通过,入射的残余激发光束将被滤除,最后经由耦合透镜112将拉曼散射光RSL导入光谱分析仪113,通过光谱分析仪113再量测出测试样品114的拉曼散射光谱。拉曼散射光RSL射入光谱分析仪113时,依序通过第一滤波器1131中的第一低通滤波器11311和第一高通滤波器11312,以滤除不必要的杂光,再入射第五反射镜1132改变行进方向入射准直面镜1133,准直面镜1133将拉曼散射光RSL变为准直的拉曼散射光RSL再入射稜镜1134,稜镜1134已事先调整使其光栅面11341面向入射的拉曼散射光RSL,光栅面11341具有光栅功能,可将入射的拉曼散射光RSL分光后射向聚焦面镜1135,聚焦面镜1135将分光后的拉曼散射光RSL入射第六反射镜1136改变行进方向后依序通过第二滤波器1137中的第二高通滤波器11371以及第二低通滤波器11372,以滤除不必要的杂光,最后射入影像感测装置1138以测得测试样品114的拉曼散射光谱。
根据说明书附图4可知,图4是本发明的第一实施例的拉曼散射光影像量测示意图。当欲测量测试样品114的拉曼散射光影像时,需先调整稜镜1134使其反射面11342面向入射的拉曼散射光RSL,反射面11342只有反射功能无法分光,入射反射面11342的拉曼散射光RSL将被直接反射,其中,测量测试样品114的拉曼散射光影像的过程与其对应之光学路径与图2、图3所述大致相同。
根据说明书附图5可知,图5是本发明的第二实施例的荧光影像量测示意图,其中荧光影像撷取结构包括:汞灯215、第一可变波段滤波器216、第二分光镜217、荧光照相机218、第二可变波段滤波器219以及第七反射镜220,当欲测量测试样品114的拉曼散射光谱或拉曼散射光影像时,需将第七反射镜220及第二分光镜217移动,使其不再位于拉曼散射光的光学路径,测量测试样品114的拉曼散射光谱及拉曼散射光影像的过程与其对应的光学路径与图2、图3所述大致相同,具体说明的是,将测试样品114放置于置物平台109,汞灯215发出束白光,该白光为第三光路2151,白光通过第一可变波段滤波器216后只允许部份波段光束通过,再经第二分光镜217部份反射后改变行进方向,最后经物镜108聚焦入射测试样品114,测试样品114将被激发出荧光,该荧光为第四光路2152,荧光再依序入射物镜108、分光镜,经第七反射镜220反射后改变行进方向入射第二可变波段滤波器219,最后入射荧光照相机218以撷取测试样品114的荧光影像。
综上,本发明实施例提供一种动态拉曼散射光分析装置,其包括:激发光源、光束扩束器、反射镜、带通滤波器、第一分光镜、物镜、置物平台、带拒滤波器、耦合透镜以及光谱分析仪,所述置物平台用于放置测试样品,所述激发光源、光束扩束器、带通滤波器、第一分光镜、物镜和置物平台依次布置于第一光路上,所述激发光源发出的激发光束通过所述第一光路照射于所述测试样品并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述置物平台、物镜、第一分光镜、带拒滤波器、耦合透镜和光谱分析仪位于第二光路上,所述光谱分析仪接收所述拉曼散射光,该装置设计合理,结构新颖,使用方法简单便于操作,经由调整照射于测试样品的激发光源的光束斑点大小,可激发出不同区域范围的拉曼散射光,以供后续的拉曼散射光谱与拉曼散射光影像量测,此外,经由调整光谱分析仪中稜镜的光栅面或反射面位置,使得拉曼散射光分别入射光栅面或反射面,可分别测得测试样品的拉曼散射光谱或拉曼散射光影像,解决了现有的拉曼散射光谱系由测试样品较小区域范围所被激发出,如欲测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱,则需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,才能测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光谱。此外,较大区域范围的拉曼散射光影像也无法快速取得,每次仅能测得测试样品较小区域范围的拉曼散射光影像,如欲测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光影像,也需将激发光源分多次照射测试样品的不同区域,才能测得测试样品的较大区域范围的拉曼散射光影像的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通计数人员来说,在不脱离本发明计数原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,主要包括:激发光源(101)、光束扩束器(102)、带通滤波器(105)、第一分光镜(107)、物镜(108)、置物平台(109)、带拒滤波器(111)、耦合透镜(112)以及光谱分析仪(113);
所述激发光源(101)、光束扩束器(102)、带通滤波器(105)、第一分光镜(107)、物镜(108)和置物平台(109)依次布置于第一光路(1011)上;
所述置物平台(109)、物镜(108)、第一分光镜(107)、带拒滤波器(111)、耦合透镜(112)和光谱分析仪(113)位于第二光路(1012)上。
2.根据权利要求1所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述激发光源(101)发出的激发光束通过所述第一光路(1011)照射于所述测试样品(114)并产生拉曼散射光,所述反射镜设于所述照射光路上,所述光谱分析仪(113)接收所述拉曼散射光。
3.根据权利要求2所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述反射镜包括:第一反射镜(103)、第二反射镜(104)、第三反射镜(106)以及第四反射镜(110);
所述第一反射镜(103)和第二反射镜(104)设于所述光束扩束器(102)和带通滤波器(105)之间,所述第三反射镜(106)设于所述带通滤波器(105)和第一分光镜(107)之间,所述第四反射镜(110)设于所述第一分光镜(107)和带拒滤波器(111)之间。
4.根据权利要求1所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述光谱分析仪(113)包括:第一滤波器(1131)、第五反射镜(1132)、准直面镜(1133)、稜镜(1134)、聚焦面镜(1135)、第六反射镜(1136)、第二滤波器(1137)及影像感测装置(1138);
所述第一滤波器(1131)、第五反射镜(1132)、准直面镜(1133)、稜镜(1134)、聚焦面镜(1135)、第六反射镜(1136)、第二滤波器(1137)和影像感测装置(1138)依次布置于所述第二光路(1012)上,所述第一滤波器(1131)位于光谱分析仪(113)进光端,所述第二滤波器(1137)位于光谱分析仪(113)出光端。
5.根据权利要求3所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述第一滤波器(1131)包括:第一低通滤波器(11311)以及第一高通滤波器(11312);
所述第一低通滤波器(11311)位于第一高通滤波器(11312)的进光侧。
6.根据权利要求3所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述第二滤波器(1137)包括:第二低通滤波器(11372)以及第二高通滤波器(11371);
所述第二高通滤波器(11371)位于第二低通滤波器(11372)的进光侧。
7.根据权利要求3所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述稜镜(1134)具有光栅面(11341)以及反射面(11342)。
8.根据权利要求1所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述测试样品(114)放置于置物平台(109)顶端。
9.根据权利要求1所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述动态拉曼散射光分析装置还包括:荧光影像撷取结构,所述荧光影像撷取结构位于置物平台(109)一侧。
10.根据权利要求8所述的一种动态拉曼散射光分析装置,其特征在于,所述荧光影像撷取结构包括:汞灯(215)、第一可变波段滤波器(216)、第二分光镜(217)、荧光照相机(218)、第二可变波段滤波器(219)以及第七反射镜(220);
所述汞灯(215)、第一可变波段滤波器(216)、第二分光镜(217)、物镜(108)和置物平台(109)依次布置于第三光路(2151),所述置物平台(109)、物镜(108)、第二分光镜(217)、第七反射镜(220)、第二可变波段滤波器(219)和荧光照相机(218)位于第四光路(2152)。
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