基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，主要包括785nm纳秒脉冲激光器、窄带滤光片、收集物镜、光栅光谱仪、GaAs像增强器、门控模块、时序模块、耦合透镜和CCD探测器。本实用新型专利技术是一种近红外波段的远程拉曼检测技术，在农业、烟草、食品、医药、刑侦、海关、安检、血液检测等应用中具有探测距离远、无损探测、非接触测量、灵敏度高、荧光干扰小、信噪比高等优势。

Near infrared band remote Raman detector based on GaAs double-layer image intensifier

【技术实现步骤摘要】
基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪
：本技术涉及一种近红外波段的远程拉曼检测仪，尤其涉及一种基于双层GaAs像增强器的近红外远程拉曼检测仪。
技术介绍
：拉曼光谱是一种基于光与分子非弹性散射的散射光谱，反映了分子内部振动、转动等信息，是一种物质分析的“指纹光谱”。拉曼光谱具有高效、快速、无损检测的特点，同时可检测样品中物质种类、成分、杂质、均匀性等信息。且大多数有机物质的吸收带不在近红外区域，故近红外拉曼光谱的荧光干扰较小。因此近红外拉曼区域可得到丰富的CH、NH、OH、SH等基团的信息，对样品穿透能力强等优势，所以在农业、烟草、食品、医药、刑侦、海关、血液检测等领域有广泛应用。但目前近红外波段拉曼也存在一些问题，限制了其应用：1)拉曼散射强度与激光波长的四次方成反比，因此近红外激发激光的拉曼强度较可见和紫外拉曼信号要弱；2)常规的近红外探测的量子效率较低，拉曼信号探测效率低；3)现行近红外拉曼以连续激光作为激发源，工作距离为几毫米，与样品接触近易污染样品。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，具有探测距离远、无损探测、非接触测量、灵敏度高、荧光干扰小、信噪比高等优势，在农业、烟草、食品、医药、刑侦、海关、血液检测等应用具有重要应用。本技术所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，主要包括785nm纳秒脉冲激光器，窄带滤光片，收集物镜，光栅光谱仪，GaAs像增强器，门控模块，时序模块，耦合透镜，CCD探测器。其中，所述的785纳秒脉冲激光器，作为待测目标的照明光源，用于激发目标拉曼散射信号；所述的窄带滤光片，用于过滤785nm的弹性散射光；所述的手机物镜，用于收集样品散射的拉曼信号，提高系统收集效率；所述的光栅光谱仪，用于所收集拉曼信号的频域分析；所述的GaAs像增强器，用于近红外光信号的增益放大；所述门控模块，用于控制GaAs像增强器的门控开启时间，实现短门宽信号选通；所述时序模块，用于控制GaAs像增强器的时序，实现与785纳秒脉冲激光器的时序同步控制；耦合透镜，用于将GaAs像增强器荧光屏的光信号耦合到CCD探测器；CCD探测器，用于光信号的采集。有益效果1、相对于可见或紫外拉曼光谱技术，近红外拉曼光谱具有如下优点：(1)近红外波段，大多数有机样品的荧光不被激发，荧光干扰小；(2)近红外激光透过能力强。2、利用纳秒脉冲激光作为激发源，通过时序同步控制以距离选通的工作模式进行拉曼光谱分析，激光传输特性好，可有效避免环境杂散光干扰等优势，特别适合远距离目标的非接触、无损伤探测。3、采用GaAs像增强器进行光学增益，量子效率高、光学增益大，适合远距离信号和弱信号探测，探测灵敏度高、信噪比强。附图说明附图1基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪。附图标记如下：101-785nm纳秒脉冲激光器，102-窄带滤光片，103-收集物镜，104-光栅光谱仪，105-GaAs双层像增强器，106-门控模块，107-时序模块，108-耦合透镜，109-CCD探测器。具体实施方式如图1所示，所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，主要包括785nm纳秒脉冲激光器101、窄带滤光片102、收集物镜103、光栅光谱仪104、GaAs双层像增强器105、门控模块106、时序模块107、耦合透镜108和CCD探测器109。其工作原理如下：通过门控模块106完成GaAs双层像增强器105的门控宽度设置，利用时序模块107设置785nm纳秒脉冲激光器101与GaAs双层像增强器105的时序同步。785nm纳秒脉冲激光器101出射低重频纳秒脉冲激光后，打到待测目标后激发拉曼散射。窄带滤光片102先过滤掉拉曼散射信号中785nm激光信号的干扰，再经收集物镜103后进入光栅光谱仪104。光栅光谱仪104对收集物镜103出射的复合光进行频域分光，形成线性分布的单色光。单色光到达GaAs双层像增强器105的光阴极，发生光-电转化，形成光电子；光电子经双层微通道板放大后，形成增益放大电子；增益后电子轰击到GaAs双层像增强器105的荧光屏上，发生电-光转化，最终形成增益的光信号。增益光信号经耦合透镜108将荧光屏的光信号耦合到CCD探测器109的靶面上，CCD探测器109进行拉曼光信号的采集。所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，通过时序同步控制GaAs双层像增强器在拉曼信号达到的时间进行“开门”选通，有效降低环境杂散光和背景荧光干扰，提高拉曼信号信噪比；GaAs双层像增强器的在近红外的量子效率高、光学增益强，适合远距离目标和弱信号探测；近红外激光激发，样品的荧光不易被激发，光谱干净。综上，本技术所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，具有探测距离远、无损探测、非接触测量、灵敏度高、荧光干扰小、信噪比高等优势，在农业、烟草、食品、医药、刑侦、海关、血液检测等应用具有重要应用。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，其特征在于，包括：纳秒脉冲激光器、窄带滤光片、收集物镜、光栅光谱仪、GaAs双层像增强器、门控模块、时序模块、耦合透镜和CCD探测器；所述的纳秒脉冲激光器，作为待测目标的照明光源，用于激发目标拉曼散射信号；所述的窄带滤光片，用于过滤拉曼散射信号的弹性散射光，去除干扰；所述的收集物镜，用于收集弹性散射光的拉曼信号，提高系统收集效率；所述的光栅光谱仪，用于对所述收集物镜收集的拉曼信号进行频域分光，形成线性分布的单色光；所述的GaAs双层像增强器，用于对所述单色光进行增益放大；耦合透镜，用于将GaAs像增强器荧光屏上的光信号耦合到CCD探测器上；CCD探测器，用于光信号的采集；所述门控模块，用于控制GaAs像增强器的门控开启时间，实现短门宽信号选通；所述时序模块，用于控制GaAs像增强器的时序，实现与纳秒脉冲激光器的时序同步控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，其特征在于，包括：纳秒脉冲激光器、窄带滤光片、收集物镜、光栅光谱仪、GaAs双层像增强器、门控模块、时序模块、耦合透镜和CCD探测器；所述的纳秒脉冲激光器，作为待测目标的照明光源，用于激发目标拉曼散射信号；所述的窄带滤光片，用于过滤拉曼散射信号的弹性散射光，去除干扰；所述的收集物镜，用于收集弹性散射光的拉曼信号，提高系统收集效率；所述的光栅光谱仪，用于对所述收集物镜收集的拉曼信号进行频域分光，形成线性分布的单色光；所述的GaAs双层像增强器，用于对所述单色光进行增益放大；耦合透镜，用于将GaAs像增强器荧光屏上的光信号耦合到CCD探测器上；CCD探测器，用于光信号的采集；所述门控模块，用于控制GaAs像增强器的门控开启时间，实现短门宽信号选通；所述时序模块，用于控制GaAs像增强器的时序，实现与纳秒脉冲激光器的时序同步控制。2.根据权利要求1所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，其特征在于，所述的纳秒脉冲激光器，重复频率1-20Hz，波长785nm，脉冲宽度<10ns，具有外激发功能。3.根据权利要求1所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，其特征在于，所述窄带滤光片，中心波长785nm，带宽±10nm。4.根据权利要求1所述的一种基于GaAs双层像增强器的近红外波段远程拉曼检测仪，其特征在于，所述的收集物镜，工作波长400...

【专利技术属性】
技术研发人员：任文贞，方正军，金鹏程，
申请(专利权)人：西安中智科仪光电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61