CN111323406A - 一种分布聚焦的便携式拉曼探头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分布聚焦的便携式拉曼探头，主要涉及拉曼检测，本发明主要是为了解决将高强度激发光分成多束激发光以防止样品损伤的技术问题，本发明主要包括一体化外壳，一体化外壳内还包括入射光纤端口、入射透镜、长通滤波片、反射镜、探头、分布聚焦装置、双色镜、带通滤波片、发射透镜、发射光纤端口，其分别构成入射光通路和发射光通路，其中入射光纤端口、入射透镜、长通滤波片共轴，所述带通滤波片、发射透镜、发射光纤端口共轴，探头连接在一体化外壳上，探头可拆卸地设置有分布聚焦装置，其中分布聚焦装置中设置有多个显微透镜，该发明主要应用于拉曼检测，作为拉曼检测设备的检测探头。

Description

一种分布聚焦的便携式拉曼探头

技术领域

本发明涉及拉曼检测，尤其涉及一种适用于拉曼检测的分布聚焦的便携式拉曼探头。

背景技术

自从1928年印度科学家拉曼(C.V.Raman)发现拉曼散射现象以来，激光拉曼光谱检测技术作为一种光谱分析技术，因其能能够提供快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析，被广泛应用于各种化学物质的检验，如食品安全检测、毒品爆炸物检测、药品原辅材料检测以及珠宝玉石检测。拉曼光谱技术具有显著的优点，比如采用激光拉曼光谱检测技术无需样品制备过程，对样品形状、大小、温度、状态要求低，可在固体、液体、气体、溶液等物理状态下测量；另外采用激光拉曼检测技术结合表面增强技术使得检测时对样品量要求极少，可适于微量和痕量样品分析；另外拉曼散射采用光子探针，是一种无损探测技术，特别适合对那些稀有或珍贵的样品进行分析、比如对珠宝玉石进行检测；另外由于水是很弱的拉曼散射物质，因此采用拉曼检测技术可以直接测量水溶液样品、无需考虑水分子振动的影响，这表明拉曼检测技术特别适合于液态爆炸品、毒品等违禁品的检测；最后，激光拉曼检测技术具备成像快速、简便、分辨率高、仪器特性稳定、使用简单、维护成本低等优点，非常适合用于公安反恐禁毒以及公共安全事业，食药监等部门技术人员通过简单培训后就能够较好的掌握激光拉曼检测设备的使用方法。

通常，激光拉曼光谱检测系统由三部分组成：激光器、拉曼探头和光谱分析仪。激光器发出的光束经过拉曼探头准直聚焦照射到被激发的物质上，散射的拉曼光再次经过拉曼探头接收滤波后，由光谱分析仪来进行拉曼光谱分析，从而确定物质的化学结构、相和形态、结晶度和分子相互作用的详细信息。

在激光拉曼光谱检测系统中，拉曼探头承担光束的准直激发、散射光的收集、微弱拉曼散射光滤波提取、杂散光的屏蔽，具有非常重要的作用。它在一定的程度上直接决定了系统的性能和准确性。目前，市场上已经有种商用的拉曼探头出售，其主要的结构形式都是参照美国几个大公司(如Dilor、InPhotonics、Visionex等)双光纤共焦同轴的后向散射方式，即激发光和散射光具有共同的光路，只是通过双色镜将散射光聚焦到另一根光纤中进行接收。这种探头结构形式由于采用了共焦同轴的形式，大大的简化了探头的结构、提高了系统的效率，成为市场最受欢迎的拉曼探头。随着市场不同应用领域的需求，在上述的结构形式上各种各样的探头不断的涌现。如专利CN201110454592.0提出了一种手持式的拉曼探头，充分考虑拉曼紧凑的结构形式和光源的稳定性控制；专利CN00105918针对医学中应用的综合技术领域中，提出了单路近红外激光发射探头和同时接收该发射探头的出射光的双路光接收探头；专利CN203132699U提出了一种与拉曼检测探头配合使用的拉曼信号增强装置，通过与传统拉曼检测探头配合使用，实现较好的拉曼信号增强效果；专利201310010207由镀金属膜的四棱锥微尖结构及其尖端的金属纳米颗粒组成二次增强的表面增强拉曼探头，克服了传统的拉曼探测器的增强因子不高的问题，也实现了高灵敏的表面增强拉曼探测；专利 CN201020297277，提出了空间偏离拉曼光谱探头，非常理想的解决了拉曼效应较弱的问题，大大改善了信号采集与处理的效果。

但是已有的拉曼探头设计方案仍然未能解决某些深色样品的拉曼检测问题，即使用现有的拉曼探头不能很好的检测深色样品，因为深色样品对激发光较为敏感，而现有的拉曼探头往往需要配合较强的激发光源，较强的激发光直接照射到样品上后会损伤样品。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种新的技术方案，该方案通过在样品探测端设置分布聚焦装置来将入射的激发光分成多束激发光、进而减弱高强度激发光对样品的损害，提高了拉曼探头的使用范围。

本发明提供一种分布聚焦的便携式拉曼探头，包括一体化外壳1，所述一体化外壳内还包括入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4、反射镜5、探头6、分布聚焦装置11、双色镜10、带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7；所述依次设置的入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4、反射镜5、双色镜10、探头6、分布聚焦装置11构成入射光通路；所述依次设置的分布聚焦装置11、探头6、双色镜10、带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7构成发射光通路；所述入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4共轴，所述带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7共轴；所述反射镜5倾斜安装，且反射镜5的反射面与双色镜10相对应；所述探头6连接在一体化外壳1上，所述探头6可拆卸地设置有分布聚焦装置11，所述分布聚焦装置中设置有多个显微透镜12。。

优选地，上述分布聚焦装置为陈列透镜。

本发明的有益技术效果在于，通过设置分布聚焦装置能够将高强度的激发光分散成多个较弱的激发光、进而能够有效的防止高强度激发光对样品造成的损伤。在拉曼探头的样品探测端设置诸如阵列透镜的分布聚焦装置有效的减弱了激发光对样品的损伤，获得了意想不到的效果，有效的拓宽了拉曼检测设备的使用范围，比如采用本发明的技术方案尤其能够实现对深色样品的有效准确检测。

附图说明

图1为本发明一种分布聚焦的便携式拉曼探头的结构示意图。

图2为本发明一种分布聚焦的便携式拉曼探头的分布聚焦装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如附图1，本发明一种分布聚焦的便携式拉曼探头，其中包括一体化外壳1，一体化外壳1内还包括入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4、反射镜5、探头6、分布聚焦装置11、双色镜10、带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7。

其中入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4、反射镜5、双色镜10、探头6、分布聚焦装置11构成入射光通路，并且随入射光经过顺序依次设置。

另外附图1中的分布聚焦装置11、探头6、双色镜10、带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7构成发射光通路，并且这些部件随发射光的经过顺序依次设置，所述的发射光即为入射光照射找样品后激发产生的拉曼光信号。

另外附图1中的入射光纤端口2、入射透镜3、长通滤波片4是共轴设置的，带通滤波片9、发射透镜8、发射光纤端口7也是共轴设置。附图1中的反射镜5倾斜安装，使得入射光能够被反射到双色镜10上，反射镜5的反射面与双色镜10相对应，双色镜10倾斜设置。附图1中的探头6连接在一体化外壳1上，探头6的一端可拆卸地设置有分布聚焦装置11。分布聚焦装置11中设置有多个显微透镜12，以实现将高强度的入射光分成多束强度较弱的激发光的功能，如图2所示。作为优选的实施例，分布聚焦装置11可以为陈列透镜。

在具体实施中，激光器发出的光通过入射光纤端口2进入该分布聚焦的拉曼探头系统，接着经过入射透镜3，然后经过长通滤波片4，接着经过反射镜5使得入射光射向双色镜10，接着入射光通过探头6经过分布聚焦装置11分束聚焦后照射到样品上，样品被入射光照射后会发出相应的拉曼激发光，拉曼激发光通过分布聚焦装置11后照射到双色镜10上，该双色镜能够对让样品激发的拉曼光通过，通过后的拉曼光经过带通滤波片9然后经过发射透镜8的汇聚，然后通过发射光纤端口7照射到相应的光谱仪上获得相应的光谱信号。

本发明的优点主要在于采用了分布聚焦装置，能够使得原高强度的入射光分为多束入射光，有效的防止了样品可能受到的损伤。

以上描述为本发明的优选实施方式，并不以此限制本发明，对于本领域的普通技术人员来说，凡是不脱离本发明构思和本质特征的情况下，对本发明所做的等同替换、修改都应该视作本发明覆盖的范围。

Claims (2)

1.一种分布聚焦的便携式拉曼探头，包括一体化外壳，其特征在于：所述一体化外壳内还包括入射光纤端口、入射透镜、长通滤波片、反射镜、探头、分布聚焦装置、双色镜、带通滤波片、发射透镜、发射光纤端口；所述依次设置的入射光纤端口、入射透镜、长通滤波片、反射镜、双色镜、探头、分布聚焦装置构成入射光通路；所述依次设置的分布聚焦装置、探头、双色镜、带通滤波片、发射透镜、发射光纤端口构成发射光通路；所述入射光纤端口、入射透镜、长通滤波片共轴，所述带通滤波片、发射透镜、发射光纤端口共轴；所述反射镜倾斜安装，且反射镜的反射面与双色镜相对应；所述探头连接在一体化外壳上，所述探头可拆卸地设置有分布聚焦装置，所述分布聚焦装置中设置有多个显微透镜。

2.根据权利要求1所述的一种分布聚焦的便携式拉曼探头，其特征在于：所述分布聚焦装置为陈列透镜。

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