一种手持式激光拉曼光谱仪系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种手持式激光拉曼光谱仪系统，包括一激光发射‑收集装置，所述激光发射‑收集装置包括激光器、第一光学部件及第二光学部件；一微型光谱仪，所述微型光谱仪包括第三光学部件、第四光学部件、第五光学部件及采集元件；该激光器发出的激光经该第一光学部件反射到该第二光学部件，再经该第二光学部件反射到被测物，经该被测物受激辐射的拉曼光谱信号沿直线穿过该第二光学部件，传播至该微型光谱仪；经该被测物受激辐射的拉曼光谱信号传播至该第三光学部件，经该第三光学部件后准直为平行光反射至该第四光学部件，经该第四光学部件衍射后，再经该第五光学部件汇聚成像，该采集元件采集成像的该拉曼光谱信号。

【技术实现步骤摘要】
一种手持式激光拉曼光谱仪系统
本技术涉及拉曼光谱检测领域，尤指一种手持式激光拉曼光谱仪系统。
技术介绍
拉曼系统，通过激光激发样品，样品受激辐射拉曼信号，由于拉曼信号具有指纹信息，通过分析拉曼信号可以得到样品的相关信息。拉曼光谱应用于快速检测领域，能弥补传统的快检方法存在的不足。拉曼光谱是一种分子指纹光谱，能根据每种化合物的特征峰位置对物质进行定性鉴别，并且检测的时间短，采集一张光谱仅需要几秒或者十几秒的时间。拉曼光谱结合表面增强拉曼光谱技术(SERS)能降低方法的检出限，提高方法的灵敏度。因此，随着拉曼光谱检测技术的发展，激光拉曼测试系统广泛应用于在线检测和快速检测领域，可以检测样品的化学成分、食品违禁物添加、矿物组成等，在食品安全、安防检查、珠宝鉴定领域拥有广泛的应用。市场上典型的手持激光拉曼测量系统主要由激发光源(激光器)、激发-收集光路、光谱仪、数据采集器、工控机、电源等部件组成。由于拉曼信号非常弱，相比于大型的拉曼测试系统，手持设备光路空间小，对光路设计和机加工精度提出很高的要求。现有的手持式激光拉曼光谱仪，采用光谱仪与激光发射光路、拉曼收集光路分开独立设计的方案，该方案的缺点是系统集成性、稳定性比较差。
技术实现思路
为解决目前手持式激光拉曼光谱仪系统的集成性、稳定性较差的问题，本技术实施例提供一种手持式激光拉曼光谱仪系统，所述系统包括，一激光发射-收集装置，所述激光发射-收集装置包括激光器、第一光学部件及第二光学部件；一微型光谱仪，所述微型光谱仪包括第三光学部件、第四光学部件、第五光学部件及采集元件；所述激光器发出的激光经所述第一光学部件反射到所述第二光学部件，再经所述第二光学部件反射到被测物，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号沿直线穿过所述第二光学部件，传播至所述微型光谱仪；经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号传播至所述第三光学部件，经所述第三光学部件后准直为平行光反射至所述第四光学部件，经所述第四光学部件衍射后，再经所述第五光学部件汇聚成像，所述采集元件采集成像的所述拉曼光谱信号。本技术的手持式激光拉曼光谱仪系统，通过将激光反射、收集及光谱仪集成的形式，提高了手持式激光拉曼光谱仪系统的集成性、稳定性，可以使手持式激光拉曼光谱仪的体积减小、操作简单且能够进行快速检测。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例一种手持式激光拉曼光谱仪系统的结构示意图；图2A及图2B为本技术实施例一种激光发射-收集装置的结构示意图；图3为本技术实施例一种微型光谱仪的结构示意图。具体实施方式本技术实施例提供一种手持式激光拉曼光谱仪系统。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、完整地描述，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作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。如图1所示本技术实施例一种手持式激光拉曼光谱仪系统的结构示意图，图中所示具体包括，一激光发射-收集装置，所述激光发射-收集装置包括激光器1、第一光学部件2及第二光学部件3；一微型光谱仪，所述微型光谱仪包括第三光学部件4、第四光学部件5、第五光学部件6及采集元件7；所述激光器1发出的激光经所述第一光学部件2反射到所述第二光学部件3，再经所述第二光学部件3反射到被测物，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号沿直线穿过所述第二光学部件，传播至所述微型光谱仪；经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号传播至所述第三光学部件4，经所述第三光学部件4后准直为平行光反射至所述第四光学部件5，经所述第四光学部件5衍射后，再经所述第五光学部件6汇聚成像，所述采集元件7采集成像的所述拉曼光谱信号。其中，图中所示箭头方向为激光发出及经被测物受激辐射拉曼信号的传播方向，激光器发出激光后，激光经第一光学部件反射后改变传播方向，该第一光学部件可以是(但不限于)反射镜，经第一光学部件反射后激光传播至第二光学部件，经第二光学部件反射后激光改变传播方向，传播至被测物，经被测物受激辐射的拉曼光谱信号，重新传播至第二光学部件，由于波长的变化，经被测物受激辐射的拉曼光谱信号可以直接穿过第二光学部件，并不改变传播方向，该第二光学部件可以是(但不限于)耦合滤光片，经被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过第二光学部件后传播至第三光学部件，第三光学部件将被测物受激辐射的拉曼光谱信号调整为平行光，该第三光学部件可以是(但不限于)准直镜，调整为平行光的拉曼光谱信号传播至第四光学部件，在第四光学部件处发生衍射，该第四光学部件可以是(但不限于)光栅，衍射后的拉曼光谱信号经第五光学部件汇聚成像，该第五光学部件可以是(但不限于)成像镜，所述采集元件用于采集成像的拉曼光谱信号，该采集元件可以是(但不限于)电荷耦合元件CCD(Charge-coupledDevice)。作为本技术的一个实施例，所述微型光谱仪顶部设有一狭缝8，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过所述狭缝传播至所述第三光学部件。该狭缝的宽窄可以影响微型光谱仪的分辨率，狭缝越小，微型光谱仪的分辨率越高。作为本技术的一个实施例，所述激光发射-收集装置还包括第六光学部件9及第七光学部件10，所述激光器发出的激光经所述第六光学部件滤除杂散光线后，传播至所述第一光学部件，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过所述第二光学部件后，经所述第七光学部件筛选波段后传播至所述微型光谱仪。在本实施例中，激光器发射出的激光首先传播至第六光学部件，经第六光学部件滤出杂散光线之后，再经第一光学部件反射，该第六光学部件可以是(但不限于)滤杂滤光片。在本实施例中，被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过第二光学部件后，经第七光学部件筛选可通过的波段后传播至微型光谱仪，第七光学部件可根据实际需要设定可通过的波段范围，该第七光学部件可以是(但不限于)长波滤光片。作为本技术的一个实施例，所述激光发射-收集装置还包括滤光片支架11，所述滤光片支架为L型，所述第一光学部件、第二光学部件、第六光学部件及第七光学部件固定于所述滤光片支架的短边上。在本实施例中，滤光片支架用于安置第一光学部件、第二光学部件、第六光学部件及第七光学部件，该滤光片支架呈L型，在滤光片支架的短边上，远离长边的位置上侧固定为第一光学部件，下侧为第六光学部件，激光器位于第六光学部件正下方，邻近滤光片支架长边的位置上侧固定为第二光学部件，下侧为第七光学部件。作为本技术的一个实施例，所述激光发射-收集装置还包括激光器固定架12，所述激光器固定于所述激光器固定架的一侧，所述激光器固定架的另一侧固定于所述滤光片支架的长边内侧。其中，激光器固定架的两侧与滤光片支架长边内侧及激光器相固定，激光器固定架正上方为第二及第七光学部件。在本实施例中，所述激光器固定架为中空的，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过所述第二光学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式激光拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述系统包括，一激光发射‑收集装置，所述激光发射‑收集装置包括激光器、第一光学部件及第二光学部件；一微型光谱仪，所述微型光谱仪包括第三光学部件、第四光学部件、第五光学部件及采集元件；所述激光器发出的激光经所述第一光学部件反射到所述第二光学部件，再经所述第二光学部件反射到被测物，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号沿直线穿过所述第二光学部件，传播至所述微型光谱仪；经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号传播至所述第三光学部件，经所述第三光学部件后准直为平行光反射至所述第四光学部件，经所述第四光学部件衍射后，再经所述第五光学部件汇聚成像，所述采集元件采集成像的所述拉曼光谱信号。

【技术特征摘要】
1.一种手持式激光拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述系统包括，一激光发射-收集装置，所述激光发射-收集装置包括激光器、第一光学部件及第二光学部件；一微型光谱仪，所述微型光谱仪包括第三光学部件、第四光学部件、第五光学部件及采集元件；所述激光器发出的激光经所述第一光学部件反射到所述第二光学部件，再经所述第二光学部件反射到被测物，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号沿直线穿过所述第二光学部件，传播至所述微型光谱仪；经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号传播至所述第三光学部件，经所述第三光学部件后准直为平行光反射至所述第四光学部件，经所述第四光学部件衍射后，再经所述第五光学部件汇聚成像，所述采集元件采集成像的所述拉曼光谱信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微型光谱仪顶部设有一狭缝，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过所述狭缝传播至所述第三光学部件。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光发射-收集装置还包括第六光学部件及第七光学部件，所述激光器发出的激光经所述第六光学部件滤除杂散光线后，传播至所述第一光学部件，经所述被测物受激辐射的拉曼光谱信号穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宏太，岳帅，康建梅，李敏，
申请(专利权)人：北京卓立汉光仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11