CN111638203A - 一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，包括以下步骤：第一射出光束经过耦合二向色片形成透射光束，第二射出光束经过耦合二向色片形成与透射光束共向的反射光束，透射光束和反射光束经过耦合透镜会聚在待测样品上并激发拉曼散射光；拉曼散射光经过耦合透镜收集再经过耦合二向色片分解为透射拉曼散射光和反射拉曼散射光；透射拉曼散射光经过第一激光模块传至第一光谱仪；反射拉曼散射光经过第二激光模块传至第二光谱仪；本发明的探测方法实现了使用两种波长的激光对被测样品进行共焦点拉曼激发，并对样品发出的两种波段的拉曼散射光进行收集和光谱分析处理，且满足小型拉曼光谱仪对防震性能比较高的要求。

Description

一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，尤其是一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法。

背景技术

物质成分检测是在众多行业广泛存在的一种需求，拉曼光谱检测技术由于不需要进行样品前处理，可以在几秒钟内快速得到样品的成分信息，并且具有较广的可检测范围，能够对绝大多数由分子构成的物质进行检测，因此拉曼光谱检测技术相对于其他检测技术具有明显的优势，目前已在食品安全检测、药品检测、毒品检测、珠宝鉴定等领域得到了越来越多的应用；拉曼光谱检测技术采用激光照射样品，激发出样品的拉曼散射光，并对拉曼散射光进行的光谱分析，得到被测样品的物质成分信息；国内外的仪器厂家推出了众多型号的拉曼光谱检测仪，除了在实验室用于科学研究的大型拉曼光谱仪外，还有很多应用于各行业检测需求的便携式或手持式的小型拉曼光谱检测仪。

小型拉曼光谱仪通常由激光器模块、探头模块、光谱分析模块等几部分组成，这些模块之间一般通过光纤进行连接；其中激光器模块用于产生一定功率的窄线宽激光，用于激发被测样品的拉曼散射光，激光波长通常为785纳米、532纳米、830纳米等等；探头模块用于将激光聚焦照射在被测样品上，同时收集由样品发出的拉曼散射光；光谱分析模块用于对拉曼散射光进行光谱分析，得到被测样品的拉曼光谱数据信息。

采用不同波长的激光照射样品时，样品发出的光信号存在一定的差别；一方面，样品的拉曼散射光的强度与激光波长的四次方成反比，采用波长越短的激光照射样品，样品发出的拉曼散射光的强度越大；另一方面，一些物质在受到532纳米等短波长激光照射，会发出较强的荧光信号，当荧光的强度大于拉曼散射光的强度时，荧光信号就会覆盖拉曼信号，从而对拉曼光谱的探测造成困难；这就需要对于不同物质选择合适波长的激光来进行拉曼光谱探测。

现有的小型拉曼光谱检测仪通常只使用一种波长的激光对样品进行拉曼光谱探测，这就对小型拉曼光谱检测仪的应用带来一定的限制。目前国外有厂家推出了集成了两个波长激光的小型拉曼光谱检测仪，但两个波长的激光是分别从两个拉曼探头照射到样品上，这其实只是相当于把两台不同波长的拉曼光谱检测仪简单拼凑在一起，而且两个探头在样品上的聚焦点难以调节到同一位置，并不能达到对被测样品的双波长激光共焦点检测的目的。用于科研实验室的大型拉曼光谱仪中往往会集成多个波长的激光器，但是不同波长的激光之间的选择切换是通过运动部件实现的，同时，再进行切换过程中也会出现很多位置变动的可能性从而造成结果上的误差，这种运动部件并不适合运用到对防震要求比较高的小型拉曼光谱仪中；因此需要寻找一种能够解决此类问题的方法。

发明内容

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本发明提供了一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，能够实现双波长激光共焦点探测的拉曼探头，以便小型拉曼光谱检测仪也能够对不同类型的物质进行有激光波长选择；该拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法包括以下步骤：第一激光模块射出的第一射出光束经过耦合二向色片透射形成透射光束，第二激光模块射出的第二射出光束经过所述耦合二向色片反射形成与所述透射光束共向的反射光束，所述透射光束和所述反射光束经过所述耦合透镜会聚在位于所述耦合透镜焦点的待测样品上并激发出含有两个波段的拉曼散射光；所述拉曼散射光经过所述耦合透镜收集形成含有两个波段的平行拉曼散射光再经过所述耦合二向色片，所述平行拉曼散射光中的第一波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片透射形成与所述第一射出光束反向的透射拉曼散射光；第二波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片反射形成与所述第二射出光束反向的反射拉曼散射光；所述透射拉曼散射光经过所述第一激光模块和第一拉曼传输光纤传播至第一光谱仪，通过第一光谱仪分析得到第一拉曼光谱信息；所述反射拉曼散射光经过所述第二激光模块和第二拉曼传输光纤传播至第二光谱仪，通过第二光谱仪分析得到第二拉曼光谱信息。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，现有的小型拉曼光谱检测仪通常只使用一种波长的激光对样品进行拉曼光谱探测；大型拉曼光谱仪中往往会集成多个波长的激光器，但是不同波长的激光之间的选择切换是通过运动部件实现的，在切换过程中也会出现很多位置变动的可能性从而造成结果上的误差，因此这种运动部件并不适合运用到对防震要求比较高的小型拉曼光谱仪中；而本发明公开的拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，不同波长的第一射出光束和第二射出光束通过耦合二向色片合束为含有两个波长的共轴的平行光，再经过耦合透镜会聚在位于该耦合透镜的焦点处的样品表面，激发出该样品的两个波段的拉曼散射光，该两个波段的拉曼散射光再经透镜收集成为平行光照射到耦合二向色片后，被耦合二向色片分解为传播方向互相垂直的两束平行光，该两束平行光分别经由第一激光模块和第二激光模块传播到第一光谱仪和第二光谱仪，得到该样品的这两个波段的拉曼散射光的光谱信息，从而实现了在保持拉曼探头较小体积的条件下，能够使用两种波长的激光对被测样品进行共焦点拉曼激发，并对样品发出的两种波段的拉曼散射光进行收集和光谱分析处理，从而弥补了小型拉曼光谱检测仪只能进行一种激光波长的拉曼光谱检测的不足，拓展了小型拉曼光谱仪的应用范围，且检测精准。

同时，本案中，根据样品的不同性质，选择开启两种激光器中的一种激光器对样品进行拉曼光谱探测：对于具有荧光效应的样品，可以使用两种激光中波长较长的激光，从而避免样品的荧光信号对拉曼信号的干扰；对于没有荧光效应的样品，可以使用两种激光中波长较短的激光，这样能够得到样品更强的拉曼光谱信号，且不需要运动部件进行切换，满足小型拉曼光谱仪对防震性能比较高的要求。

另外，根据本发明公开的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述耦合二向色片为45°二向色片。

进一步地，所述第一激光模块包括第一拉曼滤光片组、第一准直透镜以及第一聚焦透镜，所述第一拉曼滤光片组包括第一二向色片、第一激光窄带滤光片和第一长通滤光片；所述第一激光模块射出所述第一射出光束的方法包括以下步骤：第一激光器射出的第一激光经过所述第一准直透镜扩束准直后穿过所述第一激光窄带滤光片，再经过所述第一二向色片反射形成所述第一射出光束。

更进一步地，所述透射拉曼散射光光传播至第一光谱仪的方法包括以下步骤：所述透射拉曼散射光经过所述第一二向色片透射后经过所述第一长通滤光片滤掉瑞利散射，此后经过所述第一聚焦透镜会聚至第一拉曼传输光纤，经由第一拉曼传输光纤传输至第一光谱仪。

更进一步地，所述第一二向色片为45°二向色片。

进一步地，所述第二激光模块包括第二拉曼滤光片组、第二准直透镜以及第二聚焦透镜，所述第二拉曼滤光片组包括第二二向色片、第二激光窄带滤光片和第二长通滤光片；所述第二激光模块射出所述第二射出光束的方法包括以下步骤：第二激光器射出的第二激光经过所述第二准直透镜扩束准直后穿过所述第二激光窄带滤光片，再经过所述第二二向色片反射形成所述第二射出光束。

更进一步地，所述反射拉曼散射光光传播至第二光谱仪的方法包括以下步骤：所述反射拉曼散射光经过所述第二二向色片反射后经过所述第二长通滤光片滤掉瑞利散射，此后经过所述第二聚焦透镜会聚至第二拉曼传输光纤，经由第二拉曼传输光纤传输至第二光谱仪。

更进一步地，所述第一二向色片为45°二向色片。

进一步地，所述拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，还包括激光切换控制模块，根据探测需要通过所述激光切换控制模块能够控制仅射出所述第一射出光束或仅射出所述第二射出光束或所述第一射出光束和所述第二射出光束同时射出。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于上述的拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法的双波长激光共焦拉曼探头包括：第一激光模块，所述第一激光模块分别通过第一传输光纤和第一拉曼传输光纤与第一激光模块和第一光谱仪连接；第二激光模块，所述第二激光模块分别通过第二传输光纤和第二拉曼传输光纤与第二激光模块和第二光谱仪连接;以及双波长耦合模块，所述双波长耦合模块包括能够在第一侧接收所述第一激光模块射出的第一射出光束并在第二侧形成透射光束、在所述第二侧接收所述第二激光模块射出的第二射出光束且在该第二侧形成与所述透射光束共向的反射光束的耦合二向色片；以及耦合透镜，所述耦合透镜位于所述耦合二向色片的所述第二侧，且所述耦合透镜的主光轴与所述第一射出光束平行。

另外，根据本发明公开的一种双波长激光共焦拉曼探头还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述耦合二向色片为45°二向色片。

更进一步地，所述第二射出光束垂直于所述第一射出光束。

进一步地，所述第一激光模块包括第一拉曼滤光片组、第一准直透镜以及第一聚焦透镜；所述第一拉曼滤光片组包括第一二向色片，所述第一二向色片置于所述耦合二向色片的所述第一侧；所述第一准直透镜置于所述第一二向色片一侧与第一激光传输光纤之间；所述第一聚焦透镜置于所述第一二向色片另一侧与第一拉曼传输光纤之间且所述第一聚焦透镜与所述耦合透镜同轴。

更进一步地，所述耦合二向色片为45°二向色片；所述第一二向色片为45°二向色片，所述第一准直透镜的主轴垂直于所述耦合透镜的主轴。

更进一步地，所述第一拉曼滤光片组还包括第一激光窄带滤光片和第一长通滤光片，所述第一激光窄带滤光片置于所述第一准直透镜与所述第一二向色片之间；所述第一长通滤光片置于所述第一二向色片与所述第一聚焦透镜之间。

进一步地，所述第二激光模块包括第二拉曼滤光片组、第二准直透镜以及第二聚焦透镜；所述第二拉曼滤光片组包括第二二向色片，所述第二二向色片置于所述耦合二向色片的所述第二侧；所述第二准直透镜置于所述第二二向色片一侧与第二激光传输光纤之间；所述第二聚焦透镜置于所述第二二向色片另一侧与第二拉曼传输光纤之间。

更进一步地，所述耦合二向色片为45°二向色片；所述第二二向色片为45°二向色片，所述第二准直透镜的主轴平行于所述耦合透镜的主轴；所述第二聚焦透镜的主轴垂直于所述耦合透镜的主轴。

更进一步地，所述第二拉曼滤光片组还包括第二激光窄带滤光片和第二长通滤光片，所述第二激光窄带滤光片置于所述第二准直透镜与所述第二二向色片之间；所述第二长通滤光片置于所述第二二向色片与所述第二聚焦透镜之间。

根据本发明的另一方面还提供了一种基于上述拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法的拉曼光谱仪，包括：上述的双波长激光共焦拉曼探头；激光模块，所述激光模块包括通过第一激光传输光纤与所述第一激光模块连接的第一激光器以及通过第二激光传输光纤与所述第二激光模块连接的第二激光器；以及光谱分析模块，所述光谱分析模块包括通过第一拉曼传输光纤与所述第一激光模块连接的第一光谱仪和通过第二拉曼传输光纤与所述第二激光模块连接的第二光谱仪。

另外，根据本发明公开的一种拉曼光谱仪还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述第一激光器和所述第二激光器分别射出不同波长的激光。

进一步地，所述第一激光传输光纤的一端与所述第一激光器连接，另一端的端面位于所述第一准直透镜的焦点位置；所述第二激光传输光纤的一端与所述第二激光器连接，另一端的端面位于所述第二准直透镜的焦点位置。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明提供的一个实施例中拉曼光谱仪的结构框图；

图2为本发明提供的一个实施例中第一激光模块的结构示意图；

图3为本发明提供的一个实施例中第二激光模块的结构示意图；以及

图4为本发明提供的一个实施例中双波长耦合模块的结构示意图。

其中，A为样品，B为双波长耦合模块，C为第一激光模块，D为第二激光模块，E为第一激光器，F为第一光谱仪，G为第二激光器，H为第二光谱仪，I为双波长激光共焦拉曼探头，1为第一准直透镜，2为第一激光窄带滤光片，3为第一二向色片，4为第一长通滤光片，5为第一聚焦透镜，6为第二准直透镜，7为第二激光窄带滤光片，8为第二二向色片，9为第二长通滤光片，10为第二聚焦透镜；11为耦合二向色片，12为耦合透镜。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件；下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”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，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的构思如下，提供一种双波长激光共焦拉曼探头、拉曼光谱仪以及双波长激光共焦点探测方法，不同波长的第一射出光束和第二射出光束通过耦合二向色片合束为含有两个波长的共轴的平行光，再经过耦合透镜会聚在位于该耦合透镜的焦点处的样品表面，激发出该样品的两个波段的拉曼散射光，该两个波段的拉曼散射光再经透镜收集成为平行光照射到耦合二向色片后，被耦合二向色片分解为传播方向互相垂直的两束平行光，该两束平行光分别经由第一激光模块和第二激光模块传播到第一光谱仪和第二光谱仪，得到该样品的这两个波段的拉曼散射光的光谱信息，从而实现了在保持拉曼探头较小体积的条件下，能够使用两种波长的激光对被测样品进行共焦点拉曼激发，并对样品发出的两种波段的拉曼散射光进行收集和光谱分析处理，从而弥补了小型拉曼光谱检测仪只能进行一种激光波长的拉曼光谱检测的不足，拓展了小型拉曼光谱仪的应用范围，且检测精准。

同时，本案中，根据样品的不同性质，选择开启两种激光器中的一种激光器对样品进行拉曼光谱探测：对于具有荧光效应的样品，可以使用两种激光中波长较长的激光，从而避免样品的荧光信号对拉曼信号的干扰；对于没有荧光效应的样品，可以使用两种激光中波长较短的激光，这样能够得到样品更强的拉曼光谱信号，且不需要运动部件进行切换，满足小型拉曼光谱仪对防震性能比较高的要求。

图1为本发明提供的一个实施例中拉曼光谱仪的结构框图；图2为本发明提供的一个实施例中第一激光模块的结构示意图；图3为本发明提供的一个实施例中第二激光模块的结构示意图；以及图4为本发明提供的一个实施例中双波长耦合模块的结构示意图。

如图1至图4所示，根据本发明的实施例，拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法包括以下步骤：第一激光模块C射出的第一射出光束经过耦合二向色片11透射形成透射光束，第二激光模块D射出的第二射出光束经过所述耦合二向色片11反射形成与所述透射光束共向的反射光束，所述透射光束和所述反射光束经过所述耦合透镜12会聚在位于所述耦合透镜12焦点的待测样品A上并激发出含有两个波段的拉曼散射光；所述拉曼散射光经过所述耦合透镜12收集形成含有两个波段的平行拉曼散射光再经过所述耦合二向色片11，所述平行拉曼散射光中的第一波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片11透射形成与所述第一射出光束反向的透射拉曼散射光；第二波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片11反射形成与所述第二射出光束反向的反射拉曼散射光；所述透射拉曼散射光经过所述第一激光模块C和第一拉曼传输光纤传播至第一光谱仪F，通过第一光谱仪F分析得到第一拉曼光谱信息；所述反射拉曼散射光经过所述第二激光模块D和第二拉曼传输光纤传播至第二光谱仪H，通过第二光谱仪H分析得到第二拉曼光谱信息。

根据本专利背景技术中对现有技术所述，现有的小型拉曼光谱检测仪通常只使用一种波长的激光对样品A进行拉曼光谱探测；大型拉曼光谱仪中往往会集成多个波长的激光器，但是不同波长的激光之间的选择切换是通过运动部件实现的，在切换过程中也会出现很多位置变动的可能性从而造成结果上的误差，因此这种运动部件并不适合运用到对防震要求比较高的小型拉曼光谱仪中；而本发明公开的拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，不同波长的第一射出光束和第二射出光束通过耦合二向色片11合束为含有两个波长的共轴的平行光，再经过耦合透镜12会聚在位于该耦合透镜12的焦点处的样品A表面，激发出该样品A的两个波段的拉曼散射光，该两个波段的拉曼散射光再经透镜收集成为平行光照射到耦合二向色片11后，被耦合二向色片11分解为传播方向互相垂直的两束平行光，该两束平行光分别经由第一激光模块C和第二激光模块D传播到第一光谱仪F和第二光谱仪H，得到该样品A的这两个波段的拉曼散射光的光谱信息，从而实现了在保持拉曼探头较小体积的条件下，能够使用两种波长的激光对被测样品A进行共焦点拉曼激发，并对样品A发出的两种波段的拉曼散射光进行收集和光谱分析处理，从而弥补了小型拉曼光谱检测仪只能进行一种激光波长的拉曼光谱检测的不足，拓展了小型拉曼光谱仪的应用范围，且检测精准。

同时，本案中，根据样品A的不同性质，选择开启两种激光器中的一种激光器对样品A进行拉曼光谱探测：对于具有荧光效应的样品A，可以使用两种激光中波长较长的激光，从而避免样品A的荧光信号对拉曼信号的干扰；对于没有荧光效应的样品A，可以使用两种激光中波长较短的激光，这样能够得到样品A更强的拉曼光谱信号，且不需要运动部件进行切换，满足小型拉曼光谱仪对防震性能比较高的要求。

另外，根据本发明公开的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述耦合二向色片11为45°二向色片。

根据本发明的一个实施例，所述第一激光模块C包括第一拉曼滤光片组、第一准直透镜1以及第一聚焦透镜5，所述第一拉曼滤光片组包括第一二向色片3、第一激光窄带滤光片2和第一长通滤光片4；所述第一激光模块C射出所述第一射出光束的方法包括以下步骤：第一激光器E射出的第一激光经过所述第一准直透镜1扩束准直后穿过所述第一激光窄带滤光片2滤除其他波长的杂光，再经过所述第一二向色片3反射形成所述第一射出光束，如图2所示。

根据本发明的一个实施例，所述透射拉曼散射光光传播至第一光谱仪F的方法包括以下步骤：所述透射拉曼散射光经过所述第一二向色片3透射后经过所述第一长通滤光片4滤掉瑞利散射，此后经过所述第一聚焦透镜5会聚至第一拉曼传输光纤，经由第一拉曼传输光纤传输至第一光谱仪F，如图2所示。

根据本发明的一个实施例，所述第一二向色片3为45°二向色片。

根据本发明的一个实施例，所述第二激光模块D包括第二拉曼滤光片组、第二准直透镜6以及第二聚焦透镜10，所述第二拉曼滤光片组包括第二二向色片8、第二激光窄带滤光片7和第二长通滤光片9；所述第二激光模块D射出所述第二射出光束的方法包括以下步骤：第二激光器G射出的第二激光经过所述第二准直透镜6扩束准直后穿过所述第二激光窄带滤光片7滤除其他波长的杂光，再经过所述第二二向色片8反射形成所述第二射出光束，如图3所示。

根据本发明的一个实施例，所述反射拉曼散射光光传播至第二光谱仪H的方法包括以下步骤：所述反射拉曼散射光经过所述第二二向色片8反射后经过所述第二长通滤光片9滤掉瑞利散射，此后经过所述第二聚焦透镜10会聚至第二拉曼传输光纤，经由第二拉曼传输光纤传输至第二光谱仪H，如图3所示。

根据本发明的一个实施例，所述第一二向色片3为45°二向色片。

根据本发明的一个实施例，所述拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，还包括激光切换控制模块，根据探测需要通过所述激光切换控制模块能够控制仅射出所述第一射出光束或仅射出所述第二射出光束或所述第一射出光束和所述第二射出光束同时射出。

根据本发明的一个实施例，通过所述激光切换控制模块控制第一激光器D和所述第二激光器G的开闭。

如图1至图4所示，根据本发明的另一方面，还提供了一种基于上述的拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法的双波长激光共焦拉曼探头I包括：第一激光模块C，所述第一激光模块C分别通过第一传输光纤和第一拉曼传输光纤与第一激光模块C和第一光谱仪F连接；第二激光模块D，所述第二激光模块D分别通过第二传输光纤和第二拉曼传输光纤与第二激光模块D和第二光谱仪H连接;以及双波长耦合模块B，所述双波长耦合模块B包括能够在第一侧接收所述第一激光模块C射出的第一射出光束并在第二侧形成透射光束、在所述第二侧接收所述第二激光模块D射出的第二射出光束且在该第二侧形成与所述透射光束共向的反射光束的耦合二向色片11；以及耦合透镜12，所述耦合透镜12位于所述耦合二向色片11的所述第二侧，且所述耦合透镜12的主光轴与所述第一射出光束平行。

另外，根据本发明公开的一种双波长激光共焦拉曼探头I还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述耦合二向色片11为45°二向色片。

根据本发明的一个实施例，所述第二射出光束垂直于所述第一射出光束。

根据本发明的一个实施例，所述第一激光模块C包括第一拉曼滤光片组、第一准直透镜1以及第一聚焦透镜5；所述第一拉曼滤光片组包括第一二向色片3，所述第一二向色片3置于所述耦合二向色片11的所述第一侧；所述第一准直透镜1置于所述第一二向色片3一侧与第一激光传输光纤之间；所述第一聚焦透镜5置于所述第一二向色片3另一侧与第一拉曼传输光纤之间且所述第一聚焦透镜5与所述耦合透镜12同轴，如图2和图4所示。

根据本发明的一个实施例，所述耦合二向色片11为45°二向色片；所述第一二向色片3为45°二向色片，所述第一准直透镜1的主轴垂直于所述耦合透镜12的主轴，如图2和图4所示。

根据本发明的一个实施例，所述第一拉曼滤光片组还包括第一激光窄带滤光片2和第一长通滤光片4，所述第一激光窄带滤光片2置于所述第一准直透镜1与所述第一二向色片3之间；所述第一长通滤光片4置于所述第一二向色片3与所述第一聚焦透镜5之间，如图2所示。

根据本发明的一个实施例，所述第二激光模块D包括第二拉曼滤光片组、第二准直透镜6以及第二聚焦透镜10；所述第二拉曼滤光片组包括第二二向色片8，所述第二二向色片8置于所述耦合二向色片11的所述第二侧；所述第二准直透镜6置于所述第二二向色片8一侧与第二激光传输光纤之间；所述第二聚焦透镜10置于所述第二二向色片8另一侧与第二拉曼传输光纤之间，如图3和图4所示。

根据本发明的一个实施例，所述耦合二向色片11为45°二向色片；所述第二二向色片8为45°二向色片，所述第二准直透镜6的主轴平行于所述耦合透镜12的主轴；所述第二聚焦透镜10的主轴垂直于所述耦合透镜12的主轴，如图3和图4所示。

根据本发明的一个实施例，所述第二拉曼滤光片组还包括第二激光窄带滤光片7和第二长通滤光片9，所述第二激光窄带滤光片7置于所述第二准直透镜6与所述第二二向色片8之间；所述第二长通滤光片9置于所述第二二向色片8与所述第二聚焦透镜10之间，如图3所示。

如图4所示，根据本发明的另一方面还提供了一种基于上述拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法的拉曼光谱仪，包括：上述的双波长激光共焦拉曼探头I；激光模块，所述激光模块包括通过第一激光传输光纤与所述第一激光模块C连接的第一激光器E以及通过第二激光传输光纤与所述第二激光模块D连接的第二激光器G；以及光谱分析模块，所述光谱分析模块包括通过第一拉曼传输光纤与所述第一激光模块C连接的第一光谱仪F和通过第二拉曼传输光纤与所述第二激光模块D连接的第二光谱仪H。

另外，根据本发明公开的一种拉曼光谱仪还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一激光器E和所述第二激光器G分别射出不同波长的激光。

根据本发明的一个实施例，所述第一激光传输光纤的一端与所述第一激光器E连接，另一端的端面位于所述第一准直透镜1的焦点位置；所述第二激光传输光纤的一端与所述第二激光器G连接，另一端的端面位于所述第二准直透镜6的焦点位置。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神；除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一激光模块射出的第一射出光束经过耦合二向色片透射形成透射光束，第二激光模块射出的第二射出光束经过所述耦合二向色片反射形成与所述透射光束共向的反射光束，所述透射光束和所述反射光束经过所述耦合透镜会聚在位于所述耦合透镜焦点的待测样品上并激发出含有两个波段的拉曼散射光；

所述拉曼散射光经过所述耦合透镜收集形成含有两个波段的平行拉曼散射光再经过所述耦合二向色片，所述平行拉曼散射光中的第一波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片透射形成与所述第一射出光束反向的透射拉曼散射光；第二波段平行拉曼散射光经过所述耦合二向色片反射形成与所述第二射出光束反向的反射拉曼散射光；

所述透射拉曼散射光经过所述第一激光模块和第一拉曼传输光纤传播至第一光谱仪，通过第一光谱仪分析得到第一拉曼光谱信息；所述反射拉曼散射光经过所述第二激光模块和第二拉曼传输光纤传播至第二光谱仪，通过第二光谱仪分析得到第二拉曼光谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述耦合二向色片为45°二向色片。

3.根据权利要求1所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述第一激光模块包括第一拉曼滤光片组、第一准直透镜以及第一聚焦透镜，所述第一拉曼滤光片组包括第一二向色片、第一激光窄带滤光片和第一长通滤光片；

所述第一激光模块射出所述第一射出光束的方法包括以下步骤：

第一激光器射出的第一激光经过所述第一准直透镜扩束准直后穿过所述第一激光窄带滤光片，再经过所述第一二向色片反射形成所述第一射出光束。

4.根据权利要求3所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述透射拉曼散射光光传播至第一光谱仪的方法包括以下步骤：

所述透射拉曼散射光经过所述第一二向色片透射后经过所述第一长通滤光片滤掉瑞利散射，此后经过所述第一聚焦透镜会聚至第一拉曼传输光纤，经由第一拉曼传输光纤传输至第一光谱仪。

5.根据权利要求3所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述第一二向色片为45°二向色片。

6.根据权利要求1所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述第二激光模块包括第二拉曼滤光片组、第二准直透镜以及第二聚焦透镜，所述第二拉曼滤光片组包括第二二向色片、第二激光窄带滤光片和第二长通滤光片；

所述第二激光模块射出所述第二射出光束的方法包括以下步骤：

第二激光器射出的第二激光经过所述第二准直透镜扩束准直后穿过所述第二激光窄带滤光片，再经过所述第二二向色片反射形成所述第二射出光束。

7.根据权利要求3所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述反射拉曼散射光光传播至第二光谱仪的方法包括以下步骤：

所述反射拉曼散射光经过所述第二二向色片反射后经过所述第二长通滤光片滤掉瑞利散射，此后经过所述第二聚焦透镜会聚至第二拉曼传输光纤，经由第二拉曼传输光纤传输至第二光谱仪。

8.根据权利要求3所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，所述第一二向色片为45°二向色片。

9.根据权利要求1所述的一种拉曼探头的双波长激光共焦点探测方法，其特征在于，还包括激光切换控制模块，根据探测需要通过所述激光切换控制模块能够控制仅射出所述第一射出光束或仅射出所述第二射出光束或所述第一射出光束和所述第二射出光束同时射出。

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