具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种拉曼光谱仪，尤其是涉及一种具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统。其主要是解决现有技术所存在的拉曼光谱仪多为共焦显微镜结构，仪器体积大，多采用近红外、可见光和近紫外激光，这样不但容易损坏视网膜，且在应用中易受环境光、荧光影响等的技术问题。本实用新型专利技术包括长焦距物镜，长焦距物镜的内侧设有分束器，分束器的石英玻璃中心镀有反射248nm激光的介质膜，其余部分涂有增透膜，分束器的反射面设有反射镜，反射镜的内侧设有激光器，长焦距物镜的内侧设有长通滤光片，长通滤光片的反射面设有激光窄带滤光片、第一聚焦镜、激光成像CCD，激光成像CCD连接有计算机，长通滤光片的内侧设有第二聚焦镜、单色仪，单色仪连接计算机。

【技术实现步骤摘要】
具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统
本技术涉及一种拉曼光谱仪，尤其是涉及一种具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统。
技术介绍
当今社会能源、环境、制造业、食品安全、生物医药、公共安全等领域方面的安全保障尤为重要，光谱仪器作为一种广泛使用的非接触式检测方法，在上述领域安全保障方面起着重要的应用。能够对物质进行更有效更可靠地探测和识别，是该领域研发人员关注的技术热点，也是保障国民安全的重中之重。目前使用较多的光谱仪器有原子发射光谱仪、拉曼光谱仪、红外吸收光谱仪、荧光光谱仪和太赫兹设备。拉曼光谱技术作为一种检测物质成分的方法，具有信息丰富、分辨率高、测定时间短、样品用量少、不接触测量等显著优点，相较于其他光谱技术，拉曼光谱可提供更为尖锐的特征峰和更高的分辨率，已在食品安检、缉毒、制药、炼钢、石油、化工、探矿、环保、生物、机场/公交车站/火车安检、爆炸品探测等许多领域得到广泛的应用。拉曼光谱技术发展已逐步趋于成熟，目前该拉曼光谱仪多为共焦显微镜结构，仪器体积大，多采用近红外、可见光和近紫外激光，这样不但容易损坏视网膜，且在应用中易受环境光/荧光影响，除此之外，灵敏度低、使用过程较复杂、应用领域受限。
技术实现思路
本技术是提供一种具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统，其主要是解决现有技术所存在的拉曼光谱仪多为共焦显微镜结构，仪器体积大，多采用近红外、可见光和近紫外激光，这样不但容易损坏视网膜，且在应用中易受环境光、荧光影响等的技术问题。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本技术的具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统，包括长焦距物镜，所述的长焦距物镜的内侧设有分束器，分束器的石英玻璃中心镀有反射248nm激光的介质膜，其余部分涂有增透膜，分束器的反射面设有反射镜，反射镜的内侧设有激光器，长焦距物镜的内侧设有长通滤光片，长通滤光片的反射面设有激光窄带滤光片、第一聚焦镜、激光成像CCD，激光成像CCD连接有计算机，长通滤光片的内侧设有第二聚焦镜、单色仪，单色仪连接计算机。本技术采用激发能量较高的近紫外激光作为光源、F数较小的拉曼光谱仪系统以改善上述问题，具体体现在：系统工作在日盲区时，避免环境光干扰，能实现现场分析；在紫外区时，拉曼光谱与荧光光谱分开，增大信噪比；有紫外共振或预共振效应，可大大增强拉曼信号；高光通量设计，可提高系统灵敏度，使现场实时检测成为可能。在此基础上，建立物质谱库和提出相应的算法和识别软件。长焦距物镜：为实现非接触检测，本结构采用长焦距物镜，增大仪器与样品间的距离。焦距的大小可根据具体应用改变。长通滤光片的作用是通过大于对应波长的光，反射其他的光。在本系统中其作用是使拉曼光和激光分开并进入对应通道。计算机包括有开发机电结构模块，开发机电结构模块包括激光器控制模块、收光结构、内光路检测模块、激光成像模块和拉曼光谱检测模块等。其中，机械结构部件，需要高精度精密加工工艺，通过光学追迹设计特别的光机零件并进行表面发黑处理遏制杂散光。计算机中的控制电路包含驱动电路、谱库显示、微信号处理、采集等。根据仪器使用环境要求，在选取电子元器件及进行电路开发时，进行高低温、振动、湿度、抗电磁干扰等设计并试验，以提高仪器的可靠性。分束器是为了使激光器出射的全部光反射到样品上同时使拉曼散射光和反射的激光通过分束器，可以使拉曼散射光全部通过分束器，使反射的激光大部分通过。通过在石英玻璃镀介质膜和增透膜，可反射100%激光到样品，从而使产生的拉曼散射100%通过分束器，并且反射的激光99%通过分束器。可得到拉曼光谱和激光照射点及光轴的准确位置，易于光机装校。作为优选，所述的反射镜与激光器之间设有激光整形透镜组。本技术的激光光源通过激光整形透镜组整形，经反射镜和分束器反射再有长焦距物镜聚焦照射到样品上；产生的拉曼散射光和反射激光分别进入对应的通道，在计算机中得到激光成像和拉曼光谱图。本技术的激光整形透镜组：激光器出射的激光一般为发散的非圆形光束，加入激光整形透镜组能对其准直性和形状进行校正。作为优选，所述的长通滤光片包括有倾斜设置的第一长通滤光片与垂直设置的第二长通滤光片。通过分束器的光包括反射的激光和拉曼光。在分束器后放置对应激光波长的长通滤光片，作用是反射激光并透过波长大于激光的拉曼光，使用用于激光成像的CCD接收这部分激光，在这一长通滤光片后使用单色仪对拉曼散射光进行接收及成像。作为优选，所述的反射镜处设有调节螺母，调节螺母连接在月牙形的调节座上，调节座固定在“几”字形的安装座上。通过旋动调节螺母可以调整反射镜的角度，这样采集到的数据更加准确。因此，本技术基于紫外激光波长短且存在共振效应的特点，采用小F数光学系统及其与狭缝匹配的光学部件增大光通量，使系统灵敏度至少提高一个数量级，采用长焦距物镜可增大检测距离，同时由于紫外激光不受阳光、荧光影响的特点，实现现场不采样非接触、不屏蔽检测，该双通道系统，既能激光成像，易于系统装校，降低工艺难度，可大大提高该产品的可靠性并降低生产成本；又能拉曼成谱，快速测出物质成分。附图说明附图1是本技术的一种分解结构示意图；附图2是本技术的分束器一种结构示意图；附图3是本技术的一种结构示意图。图中零部件、部位及编号：长焦距物镜1、分束器2、反射镜3、激光整形透镜组4、激光器5、激光窄带滤光片6、第一聚焦镜7、激光成像CCD8、计算机9、第二聚焦镜10、单色仪11、介质膜12、增透膜13、第一长通滤光片14、第二长通滤光片15、样品16、调节螺母17、调节座18、安装座19。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本例的具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统，如图1、图3，包括长焦距物镜1，长焦距物镜的内侧设有分束器2，如图2，分束器的石英玻璃中心镀有反射248nm激光的介质膜12，其余部分涂有增透膜13，分束器的反射面设有反射镜3，反射镜的内侧设有激光整形透镜组4、激光器5，长焦距物镜的内侧设有长通滤光片，所述的长通滤光片包括有倾斜设置的第一长通滤光片14与垂直设置的第二长通滤光片15。长通滤光片的反射面设有激光窄带滤光片6、聚焦镜7、激光成像CCD8，激光成像CCD连接有计算机9，长通滤光片的内侧设有聚焦镜10、单色仪11，单色仪连接计算机。反射镜3处设有调节螺母17，调节螺母连接在月牙形的调节座18上，调节座固定在“几”字形的安装座19上。使用时，激光光源通过激光整形透镜组4整形，经反射镜3和分束器2反射再由长焦距物镜1聚焦照射到样品16上；产生的拉曼散射光经过第二聚焦镜10、单色仪11在计算机中得到拉曼光谱图，产生的反射激光通过激光窄带滤光片6、第一聚焦镜7、激光成像CCD8，在计算机中得到激光成像。以上所述仅为本技术的具体实施例，但本技术的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本技术的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本技术的专利范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统，包括长焦距物镜（1），其特征在于所述的长焦距物镜（1）的内侧设有分束器（2），分束器（2）的石英玻璃中心镀有反射248nm激光的介质膜（12），其余部分涂有增透膜（13），分束器的反射面设有反射镜（3），反射镜的内侧设有激光器（5），长焦距物镜的内侧设有长通滤光片，长通滤光片的反射面设有激光窄带滤光片（6）、第一聚焦镜（7）、激光成像CCD（8），激光成像CCD连接有计算机（9），长通滤光片的内侧设有第二聚焦镜（10）、单色仪（11），单色仪连接计算机。

【技术特征摘要】
1.一种具有介质膜和增透膜的便携式近紫外拉曼光谱仪系统，包括长焦距物镜（1），其特征在于所述的长焦距物镜（1）的内侧设有分束器（2），分束器（2）的石英玻璃中心镀有反射248nm激光的介质膜（12），其余部分涂有增透膜（13），分束器的反射面设有反射镜（3），反射镜的内侧设有激光器（5），长焦距物镜的内侧设有长通滤光片，长通滤光片的反射面设有激光窄带滤光片（6）、第一聚焦镜（7）、激光成像CCD（8），激光成像CCD连接有计算机（9），长通滤光片的内侧设有第二聚焦镜（10）、单色仪（11），单色仪连接计算机。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：金星焕，石晶，李青青，
申请(专利权)人：杭州中车车辆有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33