拉曼光谱检测设备制造技术

本实用新型专利技术提供了拉曼光谱检测设备，包括：激光器，用于发射激发光；光学组件，用于沿第一光路将所述激发光引导至样品和沿第二光路收集来自所述样品的光信号；和光谱仪，用于对由光学组件收集的光信号进行分光以生成被检测的样品的拉曼光谱，所述光学组件包括第一光学元件，该第一光学元件被构造成在激发光照射样品期间运动以改变激发光在样品上的光斑的位置。

Raman spectroscopy detection equipment

The utility model provides a Raman spectrum detecting device, including a laser for emitting excited light, an optical component for guiding the excited light along the first optical path to the sample and collecting the optical signal from the sample along the second optical path, and a spectrometer for splitting the optical signal collected by the optical component to generate light. Raman spectroscopy of a sample to be detected includes a first optical element configured to move during excitation of the sample to change the position of the spot of the excitation light on the sample.

【技术实现步骤摘要】
拉曼光谱检测设备
本技术的实施例一般地涉及拉曼光谱检测领域，尤其涉及拉曼光谱检测设备和检测样品的方法。
技术介绍
拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质的成分进行定性、定量分析。拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱检测通过检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质。拉曼光谱检测方法已经广泛应用于液体安检、珠宝检测、爆炸物检测、毒品检测、药品检测等领域。在拉曼光谱分析技术的应用领域，由于被检物千差万别，各种物质的物理特性会有不同，他们对于用于拉曼光谱分析技术的激光照射的热敏感性会有不同。由于拉曼光谱需要用高功率密度的激光作为激发光源，比如近红外的785nm激光有较强的热效应，在样品未知的情况下，贸然检测很可能会导致样品被激光烧蚀损伤，甚至有可能导致激光引燃或引爆一些易燃易爆化学品，造成人身财产的损失。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种，提出了本技术。根据本技术的一个方面，提出了一种拉曼光谱检测设备，包括：激光器，用于发射激发光；光学组件，用于沿第一光路将所述激发光引导至样品和沿第二光路收集来自所述样品的光信号；和光谱仪，用于对由光学组件收集的光信号进行分光以生成被检测的样品的拉曼光谱，所述光学组件包括第一光学元件，该第一光学元件被构造成在激发光照射样品期间运动以改变激发光在样品上的光斑的位置。在一个实施例中，第一光学元件进一步被构造成围绕一轴线旋转，以引导激发光照射在样品上的光斑以大致环形轨迹在样品上移动。在一个实施例中，第一光学元件进一步被构造成沿着所述轴线移动，以改变所述光斑在样品上的大致环形轨迹的半径。在一个实施例中，第一光学元件进一步被构造成在沿着所述轴线移动的同时围绕所述轴线旋转，以引导所述光斑以大致螺旋状轨迹在样品上移动。在一个实施例中，拉曼光谱检测设备还包括驱动机构，该驱动机构被配置成驱动第一光学元件围绕所述轴线旋转和/或沿着所述轴线移动。在一个实施例中，所述轴线穿过第一光学元件的中心。在一些实施例中，第一光路的一部分与第二光路是同轴的，所述第一光学元件在激光器和样品之间定位在该第二光路中，并且所述轴线平行于所述第二光路；或者，第一光路与第二光路是偏轴的，所述第一光学元件定位在第一光路中，并且所述轴线平行于所述第一光路从激光器至第一光学元件的部分。在一个实施例中，第一光学元件包括光楔。根据本技术的另一方面，提供了一种采用拉曼光谱检测设备检测样品的方法，包括下述步骤：由激光器发射激发光并通过光学组件将所述激发光引导至样品；通过第一光学元件的运动改变激发光照射在样品上的光斑的位置；以及由光谱仪收集样品在激发光照射下产生的光信号以形成样品的拉曼光谱。在一个实施例中，通过第一光学元件的运动改变激发光照射在样品上的光斑的位置的步骤是在激发光照射样品期间持续地进行的，或者是在激发光照射样品期间以一定时间间隔间歇地进行的。在一个实施例中，通过第一光学元件的运动改变激发光照射在样品上的光斑的位置的步骤包括：旋转第一光学元件以引导激发光照射在样品上的光斑以大致环形轨迹在样品上移动。在一个实施例中，该方法还包括在第一光学元件旋转的同时沿着所述轴线移动第一光学元件，以改变所述光斑在样品上的大致环形轨迹的半径。在一个实施例中，在激发光照射样品的同时第一光学元件引导所述光斑以大致螺旋状轨迹在样品上移动。通过下文中参照附图对本技术所作的详细描述，本技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本技术有全面的理解。附图说明通过参考附图能够更加清楚地理解本技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本技术进行任何限制，在附图中：图1为示出根据本技术的一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备的布置的示意图；图2为示出根据本技术的另一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备的布置的示意图；图3为示出根据本技术的一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备在样品产生的光斑的运动轨迹的示意图；图4为示出根据本技术的另一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备在样品产生的光斑的运动轨迹的示意图；图5为示出根据本技术的又一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备在样品产生的光斑的运动轨迹的示意图；以及图6为示出根据本技术的一个示例性实施例的由拉曼光谱检测设备检测样品的方法的流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开内容的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示意性地示出了根据本技术的一个示例性实施例的拉曼光谱检测设备的布置。如图所示，拉曼光谱检测设备100包括：激光器10，用于发射激发光11；光学组件20，用于将激发光11引导至样品1和收集来自样品1的光信号；光谱仪30，用于对由光学组件20收集的光信号进行分光以生成在样品1激发光的照射下产生的拉曼光谱。作为示例，由光谱仪生成的样品的拉曼光谱可以与已知物质的拉曼光谱进行比较以确定样品的成分。这种比较可以例如通过计算机或处理器来完成。在拉曼检测过程中，安全问题往往是由于在激光照射样品期间样品吸热导致温度上升，进而有可能导致对被测物的烧蚀，甚至产生引燃、引爆等现象。在本技术的实施例中，采用光学元件引导和改变激发光在样品上的光斑的位置，使得激发光不是以单点静态方式照射样品，而是可以改变在样品的照射位置，防止对样品的某个位置过度加热，可以避免在拉曼光谱检测过程中，由于过强的激光功率密度导致的被测样品的降解、灼伤、引燃甚至爆炸，降低检测过程的风险。在一个实施例中，如图1和2所示，光学组件包括第一光学元件22，其被构造成或能够在激发光11照射样品1期间运动以改变激发光在样品上的光斑的位置，如图中虚线箭头所指示，从而能够避免热量在样品的某个位置处聚积或积累。可以理解，用于改变样品上的光斑的位置的第一光学元件的具体形式多种多样，在一些示例，其可以包括棱镜，如光楔。在一个示例中，如图1和2所示，第一光学元件22能够围绕一轴线O-O’旋转，以引导激发光11照射在样品上的光斑以非集中的方式，如以大致环形轨迹，在样品上移动(顺时针或逆时针)，如图3所示，分散样品上的激光能量，避免常规单点静态照射引起的样品过热或损坏问题。而且，通过第一光学元件围绕轴线的旋转来改变激发光的光斑在样品上的位置，使得光路系统相对稳定，避免其它光学元件的运动造成光路波动。可以理解，激发光在样品上的光斑的运动轨迹不限于环形轨迹，还可以采取其它直线或曲线轨迹来避免热量在样品的某个位置处的聚积或积累。在本技术的实施例中，激发光的光斑以大致环形轨迹在样品上移动或扫描，可以有效地避免反复扫描导致热量在样品上的积累。在另一个示例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉曼光谱检测设备，其特征在于，该拉曼光谱检测设备包括：激光器，用于发射激发光；光学组件，用于沿第一光路将所述激发光引导至样品和沿第二光路收集来自所述样品的光信号；和光谱仪，用于对由光学组件收集的光信号进行分光以生成被检测的样品的拉曼光谱，所述光学组件包括第一光学元件，该第一光学元件被构造成在激发光照射样品期间运动以改变激发光在样品上的光斑的位置。

【技术特征摘要】
1.一种拉曼光谱检测设备，其特征在于，该拉曼光谱检测设备包括：激光器，用于发射激发光；光学组件，用于沿第一光路将所述激发光引导至样品和沿第二光路收集来自所述样品的光信号；和光谱仪，用于对由光学组件收集的光信号进行分光以生成被检测的样品的拉曼光谱，所述光学组件包括第一光学元件，该第一光学元件被构造成在激发光照射样品期间运动以改变激发光在样品上的光斑的位置。2.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，第一光学元件进一步被构造成围绕一轴线旋转，以引导激发光照射在样品上的光斑以大致环形轨迹在样品上移动。3.根据权利要求2所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，第一光学元件进一步被构造成沿着所述轴线移动，以改变所述光斑在样品上的大致环形轨迹的半径。4.根据权利要求3所述的拉曼光谱检测设备，其特征在于，第一光学元件进一步被构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海辉，王红球，张建红，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11