CN209327218U - 拉曼光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了拉曼光谱仪，包括围成腔体的壳体，腔体内设置第一空间、第二空间以及第三空间，第一空间的两端布置有激光器和聚焦镜，激光器和聚焦镜之间布置有光束整形透镜和过滤反射镜，第二空间内布置有聚焦透镜和第一反射镜，过滤反射镜、聚焦透镜和第一反射镜沿直线分布，第三空间布置有狭缝、光栅和电荷耦合元件，利用腔体将激光快速传导分散出去，由此，采集以及分光成像光路都集中在一个腔体内，可大大缩减空间尺寸，本实用新型中采用第二聚焦镜和第三聚焦镜替代聚焦镜，使用反射式的光栅能够缩小光谱仪的体积，提高集成度。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测研究领域中的一种检测设备，特别是拉曼光谱仪。
背景技术
拉曼光谱技术是一种通过分析分子动作产生的特定散射光谱，研究分子结构、成分构成的一种光谱分析方法。自1928年拉曼光谱技术问世后，直到上世纪七十年代激光技术的普及后，拉曼光谱技术才具备实际应用意义。进入新世纪拉曼技术迅速发展，在成分检测领域的应用逐渐广泛。近年，国内对食品药品安全监督的力度空前加大，采用拉曼光谱技术进行成分检测相比传统气相液相分析设备具有检测周期短，成本低，方便携带等诸多优势，拉曼光谱检测设备迅速占据市场，并不断扩大。
因食品、药品检测需求对现场实时检测的要求较高，而台式设备不便搬运和携带。例如，科研级拉曼光谱仪一般均为台式，虽然具有精度优势，但其笨重的体积也限制了其不能用于现场检测。而便携式设备限于体积和配套装配，不便于长时间携带，操作不便等原因也导致了其现场应用中受限。此时市场对拉曼光谱检测设备的体积有了很高的要求，手持式的拉曼检测设备应运而生，但由于拉曼光谱仪器需要有拉曼激发光源——激光器、拉曼光采集单元、光谱分光及探测单元、采集及分析单元、电池及主处理部件等部分构成，决定了手持式拉曼光谱仪的集成需要各项技术的成熟以及高度紧凑的集成要求。
目前市面上拉曼光谱仪均采用光谱探测腔和探头分体的结构形式，占用空间较大，空间不够紧凑。虽然在模块化上具有一定优势，但需要做易于携带和操作的应用时，就体现出其弊端，集成入仪器整体中时难以缩减整体尺寸。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供拉曼光谱仪，解决了目前拉曼光谱仪体积较大无法进行紧凑设备集成的问题。
本实用新型解决其技术问题的解决方案是：拉曼光谱仪，包括围成腔体的壳体，腔体内包括第一空间、第二空间以及第三空间，所述第二空间将第一空间的一端和第三空间的一端连通，所述第一空间的两端布置有激光器和聚焦镜，所述激光器和聚焦镜之间布置有光束整形透镜和过滤反射镜，所述第二空间内布置有聚焦透镜和第一反射镜，所述过滤反射镜、聚焦透镜和第一反射镜沿直线分布，所述第三空间布置有狭缝、光栅和感光元件，所述第一反射镜、狭缝、光栅和感光元件沿光路依次布置第二聚焦镜第二聚焦镜。
作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体外侧布置有一个凹位，激光器的主体布置在该凹位中，第一空间中靠近该凹位的侧壁上布置有激光入射口，激光器的发射端对着激光入射口，所述第一空间和第三空间平行布置第二聚焦镜第二聚焦镜。
作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体包括内壳体和包围所述内壳体的外壳体，所述内壳体为铝构件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳体为金属件或者高分子材料构件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述感光元件为电荷耦合元件或CMOS图像传感器。
作为上述技术方案的进一步改进，激光器和聚焦镜的排列方向垂直于第一空间和第三空间的排列方向。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第三空间还布置有第二聚焦镜和第三聚焦镜，透过所述狭缝的光经所述第二聚焦镜聚焦后，入射至所述光栅，并经过光栅分光后到达所述第三聚焦镜，入射至第三聚焦镜的光经第三聚焦镜聚焦至所述感光元件。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二聚焦镜为凹面镜；所述第三聚焦镜为凹面镜；所述光栅为反射光栅。
作为上述技术方案的进一步改进，所述光栅和第三聚焦镜分别位于狭缝和第二聚焦镜连线两侧，光栅靠近狭缝，第三聚焦镜靠近第二聚焦镜，所述感光元件位于光栅旁。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用腔体将激光快速传导分散出去，由此，采集以及分光成像光路都集中在一个腔体内，可大大缩减空间尺寸，本实用新型中采用第二聚焦镜和第三聚焦镜替代聚焦镜，使用反射式的光栅能够缩小光谱仪的体积，提高集成度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1，拉曼光谱仪，包括围成腔体的壳体，腔体内设置第一空间、第二空间以及第三空间，所述第二空间将第一空间的一端和第三空间的一端连通，所述第一空间的两端布置有激光器1和聚焦镜4，所述激光器1和聚焦镜4之间布置有光束整形透镜2和过滤反射镜5，所述第二空间内布置有聚焦透镜6和第一反射镜7，所述过滤反射镜5、聚焦透镜6和第一反射镜7沿直线分布，所述第三空间布置有狭缝8、第二聚焦镜光栅9和感光元件10，所述第一反射镜7、狭缝8、第二聚焦镜光栅9和感光元件10沿光路依次布置。
透过所述狭缝的光经所述第二聚焦镜11聚焦后，入射至所述光栅9，并经过光栅9分光后到达所述第三聚焦镜12，入射至第三聚焦镜12的光经第三聚焦镜12聚焦至所述感光元件 10。
所述光栅9和第三聚焦镜12分别位于狭缝8和第二聚焦镜11连线两侧，光栅9靠近狭缝8，第三聚焦镜12靠近第二聚焦镜11，所述电荷耦合原件位于光栅9旁。
本实施例中，所述第二聚焦镜11为凹面镜；所述第三聚焦镜12为凹面镜；所述光栅9 为反射光栅。所述第二聚焦镜11为凹面镜；所述第三聚焦镜12为凹面镜；所述光栅9为反射光栅，能够进一步缩小拉曼光谱仪体积。
在其他实施例中，所述第二聚焦镜为汇聚透镜；所述第三聚焦镜为汇聚透镜；所述光栅为透射光栅。所述壳体外侧布置有一个凹位，激光器1的主体布置在该凹位中，第一空间中靠近该凹位的侧壁上布置有激光入射口，激光器1的发射端对着激光入射口，所述第一空间和第三空间平行布置。第三空间为分光腔体。
用于激发拉曼光谱的激发光通过激光入射口进入腔体，通过光束整形透镜2和过滤反射镜5，进入聚焦镜4，在待测物3上聚焦光斑；
待测物3上的拉曼散射通过聚焦镜4，再经过过滤反射镜5反射，通过聚焦透镜6，聚焦中经过第一反射镜7进入分光腔体；
本实施例中，所述感光元件为电荷耦合元件(英文缩写为CCD)。在其他实施中，所述感光元件为CMOS图像传感器。
光斑透过狭缝8，照射在第二聚焦镜11上，经过光栅9，不同波段的光经过第三聚焦镜 12反射进入CCD，在CCD上成像。
所述壳体包括内壳体和包围所述内壳体的外壳体，所述内壳体为铝构件。
所述外壳体的材料为金属件或高分子材料构件。
本实用新型的采集以及分光成像光路都集中在一个腔体内，可大大缩减空间尺寸，本实用新型中采用第二聚焦镜11和第三聚焦镜12替代聚焦镜，由于透射式的光栅尺寸比较大，使用反射式的光栅9能够缩小光谱仪的体积，提高集成度。
以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.拉曼光谱仪，其特征在于：包括围成腔体的壳体，腔体内包括第一空间、第二空间以及第三空间，所述第二空间将第一空间的一端和第三空间的一端连通，所述第一空间的两端布置有激光器和聚焦镜，所述激光器和聚焦镜之间布置有光束整形透镜和过滤反射镜，所述第二空间内布置有聚焦透镜和第一反射镜，所述过滤反射镜、聚焦透镜和第一反射镜沿直线分布，所述第三空间布置有狭缝、光栅和感光元件，所述第一反射镜、狭缝、光栅和感光元件沿光路依次布置。
2.根据权利要求1所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述壳体外侧布置有一个凹位，激光器的主体布置在该凹位中，第一空间中靠近该凹位的侧壁上布置有激光入射口，激光器的发射端对着激光入射口，所述第一空间和第三空间平行布置。
3.根据权利要求1所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述壳体包括内壳体和包围所述内壳体的外壳体，所述内壳体为铝构件。
4.根据权利要求3所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述外壳体为金属件或者高分子材料构件。
5.根据权利要求1所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述感光元件为电荷耦合元件或CMOS图像传感器。
6.根据权利要求1所述的拉曼光谱仪，其特征在于：激光器和聚焦镜的排列方向垂直于第一空间和第三空间的排列方向。
7.根据权利要求1所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述第三空间还布置有第二聚焦镜和第三聚焦镜，透过所述狭缝的光经所述第二聚焦镜聚焦后，入射至所述光栅，并经过光栅分光后到达所述第三聚焦镜，入射至第三聚焦镜的光经第三聚焦镜聚焦至所述感光元件。
8.根据权利要求7所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述第二聚焦镜为凹面镜；所述第三聚焦镜为凹面镜；所述光栅为反射光栅。
9.根据权利要求7所述的拉曼光谱仪，其特征在于：所述光栅和第三聚焦镜分别位于狭缝和第二聚焦镜连线两侧，光栅靠近狭缝，第三聚焦镜靠近第二聚焦镜，所述感光元件位于光栅旁。
Priority Applications (1)
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| CN201821806629.5U CN209327218U (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 拉曼光谱仪 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=67709441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN209327218U (zh) |
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2018
- 2018-11-02 CN CN201821806629.5U patent/CN209327218U/zh active Active
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