CN212031303U - 增强型变频拉曼光谱分析仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种增强型变频拉曼光谱分析仪器，包括激光调制单元(10)、散射光增强单元(20)和光处理单元(30)，所述激光调制单元中的激光器(101)发出激光，产生变频调制光束；所述变频调制光束入射到所述散射光增强单元(20)，所述散射光增强单元(20)对所述变频调制光束聚焦后将光束投射至放有待测样品(204)的高反射镜(203)中，所述高反射镜(203)为半圆形结构，通过其内镀的高反膜增强拉曼散射光的强度，使散射光沿光轴方向入射到所述光处理单元(30)。本实用新型通过变频增强降低光源波长，从而减小荧光干扰，提高了检测的准确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光谱检测技术领域，特别是一种增强型变频拉曼光谱分析仪器。
背景技术
拉曼光谱，是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是印度物理学家C.V拉曼所发现的拉曼散射效应，对于入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面的信息，并应用于分子结构研究的一种方法。拉曼散射法在检测物质成分方面具有可检测水溶液、快速简单、无损测量、可定性定量分析、谱峰尖锐等优点，主要应用于生物医疗、违禁品检测、农药检测、宝石鉴定等领域。在检测过程中会存在荧光干扰，荧光峰叠加到拉曼峰上面的话,对信号后续处理会造成极大困难。然而，现有技术存在的荧光干扰极大地影响了检测的信噪比，从而降低了检测精度。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的问题是，提出了一种降低光源波长来减小荧光干扰的增强型变频拉曼光谱分析仪器，以解决现有技术存在的荧光干扰影响检测信噪比的技术问题。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种以下的增强型变频拉曼光谱分析仪器，包括激光调制单元、散射光增强单元和光处理单元，所述激光调制单元中的激光器发出激光，产生变频调制光束；所述变频调制光束入射到所述散射光增强单元，所述散射光增强单元对所述变频调制光束聚焦后将光束投射至放有待测样品的高反射镜中，所述高反射镜为半圆形结构，通过其内镀的高反膜增强拉曼散射光的强度，使散射光沿光轴方向入射到所述光处理单元。
可选的，所述激光调制单元包括激光器、非线性晶体、超表面器件、扩束和准直透镜，所述激光器发出激光，通过非线性晶体、超表面器件产生变频调制光束，所述变频调制光束经过扩束和准直透镜入射到散射光增强单元。
可选的，所述散射光增强单元包括二相色镜、聚焦透镜和高反射镜，入射到散射光增强单元的光束，先通过所述二相色镜，再由聚焦透镜将光束照射到放有待测样品的高反射镜中。
可选的，所述光处理单元包括滤光片、透镜和光谱仪，沿光轴方向入射到所述光处理单元的散射光入射到滤光片上，再经过透镜聚焦到光谱仪狭缝上，最后到数据处理单元进行数据分析。
可选的，所述激光器为半导体激光器、气体激光器、固态激光器或激光二极管。
可选的，所述超表面器件为超表面涡旋相位片、超表面太赫兹透镜、超表面全息或超表面偏振转换器件。
可选的，所述的滤光片为窄带滤光片中的一种。
可选的，所述的光谱仪为基于光栅元件透射式光谱仪或基于光栅元件反射式光谱仪。
采用本实用新型，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型中使用非线性晶体对激发光源的波长进行倍频，来降低激光光源的波长达到克服荧光干扰的效果；使用超表面器件调制线宽，使得倍频后的激光光源的线宽达到拉曼检测需求；使用内镀高反膜的反射镜，使微弱的散射光沿光轴方向进行汇聚，提高检测信噪比。本实用新型增强散射光强以减小荧光干扰，提高拉曼光谱检测的信噪比和检测精度。
附图说明
图1为本实用新型增强型变频拉曼光谱分析仪器的结构示意图。
图中所示：10、激光调制单元，101、激光器，102、非线性晶体，103、超表面器件，104、扩束透镜，105、准直透镜，20、散射光增强单元，201、二相色镜，202、聚焦透镜，203、高反射镜，204、待测样品，30、光处理单元，301、滤光片，302、透镜，303、光谱仪，40、数据处理单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
参考图1所示，示意了本实用新型增强型变频拉曼光谱分析仪器的具体结构，包括激光调制单元10、散射光增强单元20和光处理单元30，所述激光调制单元中的激光器101发出激光，产生变频调制光束；所述变频调制光束入射到所述散射光增强单元20，所述散射光增强单元20对所述变频调制光束聚焦后将光束投射至放有待测样品204的高反射镜203中，所述高反射镜203为半圆形结构，通过其内镀的高反膜增强拉曼散射光的强度，使散射光沿光轴方向入射到所述光处理单元30。
所述激光调制单元10包括激光器101、非线性晶体102、超表面器件103、扩束104和准直透镜105，所述激光器101发出激光，通过非线性晶体102、超表面器件103产生变频调制光束，所述变频调制光束经过扩束104和准直透镜105入射到散射光增强单元20。
所述散射光增强单元20包括二相色镜201、聚焦透镜202和高反射镜203，入射到散射光增强单元20的光束，先通过所述二相色镜201，再由聚焦透镜202将光束照射到放有待测样品204的高反射镜203中。
所述光处理单元30包括滤光片301、透镜302和光谱仪303，沿光轴方向入射到所述光处理单元30的散射光入射到滤光片301上，再经过透镜302聚焦到光谱仪303狭缝上，最后到数据处理单元40进行数据分析。其中，数据处理单元40可以采用现有技术的数据处理单元40实现，主要根据待测样品的特性进行相应的数据分析。
所述激光器101为半导体激光器、气体激光器、固态激光器或激光二极管。
所所述超表面器件103为超表面涡旋相位片、超表面太赫兹透镜、超表面全息或超表面偏振转换器件。
所述的滤光片301为窄带滤光片中的一种。
所述的光谱仪304为基于光栅元件透射式光谱仪或基于光栅元件反射式光谱仪。
所述非线性晶体102的材料为周期极化铌酸、铌酸锂、周期极化钽酸锂、磷酸氧钛钾、掺镁铌酸锂中的一种。
所述超表面器件103为超表面涡旋相位片、超表面太赫兹透镜、超表面全息、超表面偏振转换器件中的一种。
所述扩束透镜104和准直透镜105的材料为光学玻璃，紫外熔石英，氟化钙，锗，硅，硒化锌中的一种。
所述二向色镜201为反蓝透红绿二向色镜系列中的一种。
所述聚焦透镜202和透镜302的材料为光学玻璃，紫外熔石英，氟化钙，锗，硅，硒化锌中的一种。
本实施例在激光调制单元中，首先使用非线性晶体对激发光源的波长进行倍频，来降低激光光源的波长达到克服荧光干扰的效果。其次使用超表面器件调制线宽，使得倍频后的激光光源的线宽达到拉曼检测需求。本实施例在散射光增强单元使用内镀高反膜的反射镜，使微弱的散射光沿光轴方向进行汇聚，提高检测信噪比。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：包括激光调制单元(10)、散射光增强单元(20)和光处理单元(30)，所述激光调制单元中的激光器(101)发出激光，产生变频调制光束；所述变频调制光束入射到所述散射光增强单元(20)，所述散射光增强单元(20)对所述变频调制光束聚焦后将光束投射至放有待测样品(204)的高反射镜(203)中，所述高反射镜(203)为半圆形结构，通过其内镀的高反膜增强拉曼散射光的强度，使散射光沿光轴方向入射到所述光处理单元(30)。
2.根据权利要求1所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述激光调制单元(10)包括激光器(101)、非线性晶体(102)、超表面器件(103)、扩束透镜(104)和准直透镜(105)，所述激光器(101)发出激光，通过非线性晶体(102)、超表面器件(103)产生变频调制光束，所述变频调制光束经过扩束透镜(104)和准直透镜(105)入射到散射光增强单元(20)。
3.根据权利要求2所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述散射光增强单元(20)包括二相色镜(201)、聚焦透镜(202)和高反射镜(203)，入射到散射光增强单元(20)的光束，先通过所述二相色镜(201)，再由聚焦透镜(202)将光束照射到放有待测样品(204)的高反射镜(203)中。
4.根据权利要求3所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述光处理单元(30)包括滤光片(301)、透镜(302)和光谱仪(303)，沿光轴方向入射到所述光处理单元(30)的散射光入射到滤光片(301)上，再经过透镜(302)聚焦到光谱仪(303)狭缝上，最后到数据处理单元(40)进行数据分析。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述激光器(101)为半导体激光器、气体激光器、固态激光器或激光二极管。
6.根据权利要求2-4任意一项所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所所述超表面器件(103)为超表面涡旋相位片、超表面太赫兹透镜、超表面全息或超表面偏振转换器件。
7.根据权利要求4所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述的滤光片(301)为窄带滤光片中的一种。
8.根据权利要求4所述的增强型变频拉曼光谱分析仪器，其特征在于：所述的光谱仪(303)为基于光栅元件透射式光谱仪或基于光栅元件反射式光谱仪。
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| CN202020037590.6U CN212031303U (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 增强型变频拉曼光谱分析仪器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324709A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 杭州谱育科技发展有限公司 | 基于单通道的硫和磷检测装置及方法 |
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2020
- 2020-01-09 CN CN202020037590.6U patent/CN212031303U/zh active Active
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