一种激光共焦拉曼光谱仪及其光路处理方法技术

本发明专利技术公开了一种激光共焦拉曼光谱仪，包括：激光器、激光传输装置、边缘滤光片装置、显微装置、信号共焦装置和光谱检测装置，所述激光器发出的激光经由所述激光传输装置到达所述边缘滤光片装置，被所述边缘滤光片装置反射至显微装置，激光经由所述显微装置的物镜照射到被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号和瑞利散射光被所述显微装置的物镜收集并传至所述边缘滤光片装置，由所述边缘滤光片装置滤除瑞利散射光后仅留下拉曼信号，所述拉曼信号经所述信号共焦装置到达光谱检测装置最终形成拉曼光谱。本发明专利技术激光共焦拉曼光谱仪可有效的抑制光学系统中的杂散光，拉曼光谱仪尺寸小、成本低、性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种激光共焦拉曼光谱仪及其光路处理方法
本专利技术涉及一种拉曼光谱仪及其光路处理方法，属于光谱检测领域。
技术介绍
激光共焦拉曼光谱是用来分析物质组分、结构等的一种有效光谱分析手段，其原理是入射激光会引起分子(或晶格)产生振动而损失(或获得)部分能量，致使散射光频率发生变化，对散射光的分析即拉曼光谱分析，可以探知分子的组分，结构及相对含量等，因此被广泛成为分子探针技术。目前拉曼光谱已成为现代材料结构分析的基本技术手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光共焦拉曼光谱仪，以及该激光共焦拉曼光谱仪的光路处理方法，本专利技术的激光共焦拉曼光谱仪尺寸小，利用本专利技术提供的激光共焦拉曼光谱仪可有效抑制光学系统中的杂散光，提高拉曼光谱仪的稳定性。根据本专利技术的一个方面，提供了一种激光共焦拉曼光谱仪，包括：激光器、激光传输装置、边缘滤光片装置、显微装置、信号共焦装置和光谱检测装置，所述激光器发出的激光经由所述激光传输装置到达所述边缘滤光片装置，被所述边缘滤光片装置反射至显微装置，激光经由所述显微装置的物镜照射到被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号和瑞利散射光被所述显微装置的物镜收集并传至所述边缘滤光片装置，由所述边缘滤光片装置滤除瑞利散射光后仅留下拉曼信号，所述拉曼信号经所述信号共焦装置到达光谱检测装置最终形成拉曼光谱。根据本专利技术的一些实施例，所述激光器通过激光器固定装置固定在底板的上表面。所述激光固定装置包括一个“一”型固定件、一个锁紧固定件和一个挡光板。所述挡光板位于所述激光器的前端，其上开有可使激光通过的通光孔。通过上述的“一”型固定件和锁紧固定件可实现激光器在俯仰角度和上下位置方面的调节，通过挡光板可实现对激光光束的通光孔径的限制。根据本专利技术的优选实施方式，所述激光传输装置包括激光光束处理装置、激光滤光片、激光衰减装置和第一反射镜。根据本专利技术的一些实施例，所述激光光束处理装置位于所述挡光板的另一侧，与所述通光孔同光轴设置；所述激光光束处理装置为一不透光的圆筒，一端与所述挡光板紧密接触，另一端与所述激光滤光片紧密接触；一方面，将出射激光光束限制在圆筒内，另一方面将激光衰减装置中反射激光吸收，从而达到在激光出射光路上大幅降低杂散光的目的。根据本专利技术的一些实施例，所述激光滤光片位于所述激光光束处理装置的另一侧；所述激光滤光片通过激光滤光片固定装置固定在底板的上表面；所述激光滤光片固定装置包括一个“L”型激光滤光片固定件和一个锁紧固定件。通过上述的“L”型激光滤光片固定件和锁紧固定件可实现对激光滤光片的固定及角度调节。根据本专利技术的一些实施方式，所述激光衰减装置包括衰减片、激光挡板、步进电机、旋转齿轮、衰减片固定件和滚珠式轴承，通过上位机软件控制安装了旋转齿轮的步进电机带动安装了滚珠式轴承的衰减片固定件实现对激光的衰减；所述激光挡板为具有部分中空的圆形片状挡板，其与所述衰减片同轴并列设置，当将所述激光挡板的中空部分转至激光束位置时，激光光束通过中空部分达到衰减片，当将所述激光挡板的实心部分转至激光束位置时，激光光束被截断，不能到达衰减片，实现关闭激光的功能。根据本专利技术的优选实施例，所述第一反射镜通过反射镜固定装置固定在底板的上表面；其包括反射镜固定件、锁紧固定件和反射镜微调工件。通过上述的反射镜固定件和锁紧固定件可实现对反射镜的固定，反射镜微调工件可对反射镜角度进行微调。根据本专利技术的优选实施方式，所述边缘滤光片装置包括边缘滤光片、边缘滤光片固定件、锁紧固定件和边缘滤光片微调工件。通过上述的边缘滤光片固定件和锁紧固定件可将边缘滤光片固定在底板的上表面，边缘滤光片微调工件可对边缘滤光片角度进行微调。根据本专利技术的一个实施例，所述滤光片装置包括至少一个边缘滤光片。根据本专利技术的一些实施例，第二反射镜通过反射镜固定装置固定在底板的上表面；其包括反射镜固定件、锁紧固定件和反射镜微调工件。通过上述的反射镜固定件和锁紧固定件可实现对反射镜的固定，反射镜微调工件可对反射镜角度进行微调。在一个优选的实施例中，所述第二反射镜为单一的棱镜，用于反射光。在另一个优选的实施例中，所述第二反射镜为相对设置的上棱镜和下棱镜，其中上棱镜用于反射光，下棱镜用于形成照明。在一另一个优选的实施例中，所述第二反射镜包括并排设置的两组反射装置，其中一组为单一的棱镜，用于反射激光及被激光激发的拉曼信号；另一组包括相对设置的上棱镜和下棱镜，其中上棱镜用于反射白光形成照明，下棱镜用于反射激光及激光激发的拉曼信号。此情况下，所述第二反射镜通过反射镜切换装置固定在底板的上表面，在具体应用过程中可根据需要切换选择所需的一组反射镜；反射镜切换装置包括步进电机和运动齿条。根据本专利技术的优选实施例，所述信号共焦装置包括共焦孔、第三反射镜和光栅。根据本专利技术的一些实施方式，所述共焦孔通过共焦孔固定装置固定在底板的上表面，其包括上“T”型固定件、下“T”型固定件、锁紧固定件、位置调节固定件、滑块、移动导轨、步进电机、滚珠式轴承、“T”型连接件、拉紧工件和固定底座。通过上位机软件控制安装了拉紧工件的步进电机带动固定有上“T”型固定件、下“T”型固定件、锁紧固定件、位置调节固定件、滚珠式轴承、“T”型连接件的滑块在安装了移动导轨的固定底座上移动来实现共焦孔尺寸的变化。根据本专利技术的优选实施方式，所述第三反射镜通过反射镜固定装置固定在底板的上表面；其包括反射镜固定件、锁紧固定件和反射镜微调工件。通过上述的反射镜固定件和锁紧固定件可实现对反射镜的固定，反射镜微调工件可对反射镜角度进行微调。根据本专利技术的一些实施例，所述光栅通过光栅固定装置固定在底板的上表面；其包括光栅固定件、光栅锁紧固定件和光栅微调工件。通过上述的光栅固定件和锁紧固定件可实现对光栅的固定，光栅微调工件可对反光栅角度进行微调。根据本专利技术的一个实施例，所述光栅置于特殊的七边形光谱仪挡光板中，七边形光谱仪挡光板的设计，减小了仪器横向的尺寸。根据本专利技术的优选实施例，所述光谱检测装置通过光谱检测装置固定装置固定在底板的上表面；其包括光谱检测装置固定件和光谱检测装置锁紧固定件。通过上述的光谱检测装置固定件和光谱检测装置锁紧固定件可实现对光谱检测器的固定。根据本专利技术的一个实施例，所述信号共焦装置还包括设置于所述边缘滤光片装置和共焦孔之间的透镜，所述透镜通过透镜固定装置固定在底板上表面，其包括透镜固定件和“O”型调节工件。通过上述的透镜固定件可实现对透镜的固定，通过“O”型调节工件可实现对透镜上下左右四个方向的位置调节。根据本专利技术的优选实施方式，在所述底板的四个角及长边的中间位置分别设有六个位置对称、高度相同且中空的加强筋，提高了底板的抗形变能力，从而提高了整个光路的稳定性。激光共焦拉曼光谱仪的激光器发出激光，激光通过挡光板上的通光孔到达激光滤光片，经激光滤光片过滤后由第一反射镜反射至激光衰减装置，激光被一个由软件控制、由步进电机带动的圆形激光衰减装置衰减，衰减后的激光到达边缘滤光片装置，由边缘滤光片反射至第二反射镜，再由第二反射镜反射后透过显微装置的物镜照射到被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号和瑞利散射光被物镜收集并传至边缘滤光片装置，由边缘滤光片滤除瑞利散射光后仅留下拉曼信号，该拉曼信号被透镜聚焦至共焦孔上，然后再被第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光共焦拉曼光谱仪，包括：激光器、激光传输装置、边缘滤光片装置、显微装置、信号共焦装置和光谱检测装置，所述激光器发出的激光经由所述激光传输装置到达所述边缘滤光片装置，被所述边缘滤光片装置反射至显微装置，激光经由所述显微装置的物镜照射到被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号和瑞利散射光被所述显微装置的物镜收集并传至所述边缘滤光片装置，由所述边缘滤光片装置滤除瑞利散射光后仅留下拉曼信号，所述拉曼信号经所述信号共焦装置到达光谱检测装置最终形成拉曼光谱。

【技术特征摘要】
1.一种激光共焦拉曼光谱仪，包括：激光器、激光传输装置、边缘滤光片装置、显微装置、信号共焦装置和光谱检测装置，所述激光器发出的激光经由所述激光传输装置到达所述边缘滤光片装置，被所述边缘滤光片装置反射至显微装置，激光经由所述显微装置的物镜照射到被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号和瑞利散射光被所述显微装置的物镜收集并传至所述边缘滤光片装置，由所述边缘滤光片装置滤除瑞利散射光后仅留下拉曼信号，所述拉曼信号经所述信号共焦装置到达光谱检测装置最终形成拉曼光谱。2.根据权利要求1所述的激光共焦拉曼光谱仪，其特征在于，所述激光器通过激光器固定装置固定在底板的上表面；所述激光固定装置包括挡光板，所述挡光板位于所述激光器的前端，其上开有可使激光通过的通光孔。3.根据权利要求1所述的激光共焦拉曼光谱仪，其特征在于，所述激光传输装置包括激光光束处理装置、激光滤光片、激光衰减装置和第一反射镜。4.根据权利要求1所述的激光共焦拉曼光谱仪，其特征在于，所述激光光束处理装置位于所述挡光板的另一侧，与所述通光孔同光轴设置；和/或所述激光滤光片位于所述激光光束处理装置的另一侧。5.根据权利要求1所述的激光共焦拉曼光谱仪，其特征在于，所述激光衰减装置包括衰减片、激光挡板、步进电机、旋转齿轮、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽锋，孔祥宏，
申请(专利权)人：安菲克斯北京仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11