一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头及拉曼光采集系统技术方案

本实用新型专利技术属于拉曼光谱及其分析检测技术领域，公开了一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头,包括激发光路装置、拉曼光收集光路装置和收发天线装置；所述激发光路装置中的激发光路与拉曼光收集光路装置中的拉曼光收集光路平行，激发光路与收集光路有部分光路共用，共用部分称为收发天线装置，所述拉曼光收集光路装置一侧设置有收发天线装置；本实用新型专利技术通过设置激发光路装置、拉曼光收集光路装置和收发天线装置，将激发光沿激发光路装置与收发天线装置传输，并通过拉曼光收集装置与收发天线装置收集被测样品产生的拉曼光，本实用新型专利技术结构简单，能够减少被测样品信号中的荧光信号，从而有效减少被测样品荧光信号对拉曼信号的干扰。

A Raman spectrometer probe and Raman light acquisition system to reduce fluorescence interference

The utility model belongs to the technical field of Raman spectroscopy and its analysis and detection, and discloses a Raman spectrometer probe for reducing fluorescence interference, which includes an excitation optical path device, a Raman optical collection optical path device and a transceiver antenna device; the excitation optical path in the excitation optical path device is parallel to the Raman optical collection optical path in the Raman optical collection optical path device, and the excitation optical path has some light with the collection optical path The common part is called the receiving and transmitting antenna device, and one side of the Raman light collection optical path device is provided with the receiving and transmitting antenna device; the utility model transmits the excitation light along the excitation optical path device and the receiving and transmitting antenna device by setting the excitation optical path device, the Raman light collection optical path device and the receiving and transmitting antenna device, and collects the measured sample through the Raman light collection device and the receiving and transmitting antenna device The Raman light produced by the product has simple structure, can reduce the fluorescence signal in the measured sample signal, thus effectively reducing the interference of the fluorescence signal of the measured sample to the Raman signal.

【技术实现步骤摘要】
一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头及拉曼光采集系统
本技术属于拉曼光谱及其分析检测
，具体涉及一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头及拉曼光采集系统。
技术介绍
拉曼散射光谱，指散射光频率发生变化的现象。当激发光照射到物体上时，物质的分子与光子相互作用，发生弹性散射和非弹性散射，弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，称为瑞利散射；非弹性散射的散射光是与激发光波长不相同的成分，称为拉曼散射。拉曼散射光谱反映的是分子振动、转动方面信息，因而具有分子级别的特征性，可以用来区分物质；然而很多样品在水，氧气，油脂等作用下，样品表面会形成薄薄的一层荧光层，还有一些样品比如药片表面的糖衣等保护膜也存在较强的荧光；当被测样品具有荧光效应时，除了激发出拉曼光之外，还会激发出被测样品的荧光信号，采用传统的拉曼光谱仪探头时，会携带大量的荧光信号，形成噪声，且叠加在拉曼信号上，无法分离，对拉曼信号造成干扰；因此，有效减少被测样品光谱中的荧光信号，以避免被测样品产生的荧光信号对拉曼信号产生干扰是很有必要的。
技术实现思路
针对现有技术中存在的被探测样品被激发后产生荧光信号，对拉曼信号造成干扰的缺点，本申请的目的在于，提供了一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头及拉曼光采集系统。为了实现上述目的，本技术采取以下技术方案予以实现：一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，包括激发光路装置、拉曼光收集光路装置和收发天线装置，所述激发光路装置中的激发光路与拉曼光收集光路装置中的拉曼光收集光路平行，所述拉曼光收集光路装置一侧还设置有收发天线装置；激发光路装置用于激发入射的激发光，形成激发光路装置的激发光路；拉曼光收集光路装置用于收集被测样品被激发光激发后产生的拉曼光，形成拉曼光收集光路装置中的拉曼光收集光路。进一步的，所述激发光路装置在沿入射激发光的传播方向上，依次设置有激光输入光纤、准直透镜、窄带通滤光片及与透过窄带通滤光片的光路呈45度夹角的反光镜。进一步的，所述收发天线装置依次设置有与反光镜反射光路呈45度夹角的二向色镜，及沿二向色镜反射光路上设置的透镜、异型光阑和反光碗，所述异型光阑一侧与反光碗连接，所述异型光阑另一侧设有D孔，反光碗设有E孔。进一步的，所述拉曼光收集光路装置在沿由被测样品被激发后产生的拉曼光和荧光，及被所述被测样品反射的激发光构成的光信号的传播方向且穿过二向色镜的光路上，依次设置有陷波滤光片、耦合透镜和拉曼信号输出光纤。进一步的，所述透镜的焦点位于异型光阑的D孔的中心处。进一步的，所述异型光阑为喇叭状。进一步的，所述反光碗的内壁为抛物线形状，所述反光碗内壁的焦点位于异型光阑的D孔的中心。进一步的，所述异型光阑与反光碗的内壁面均设有增反膜；所述增反膜为金膜或银膜。进一步的，所述异型光阑的D孔的直径不大于1mm。一种采用减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头的拉曼光采集系统，包括光源设备、控制装置和光谱仪，还包括减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，所述减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头一端与光谱仪连接，所述减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头的另一端与光源设备连接，所述光谱仪一端与控制装置连接。与现有的技术相比，本技术的有益效果如下：1、本技术通过设置激发光路装置、拉曼光收集光路装置和收发天线装置，将激发光沿激发光路装置与收发天线装置传输，并通过拉曼光收集光路装置与收发天线装置收集被测样品产生的拉曼光，激发光路和拉曼光收集光路都要通过收发天线装置，本技术结构简单，能够减少被测样品信号中的荧光成分，从而有效减少被测样品荧光信号对拉曼信号的干扰。２、本技术中的反光碗能够增强激发光和拉曼光反射，提高激发光对被测样品激发以及对拉曼光收集的效率，将未被利用的激发光重复反射回被测样品再次利用，将未通过异型光阑的拉曼光在腔内重复反射，直到满足收集条件，尽可能的通过异型光阑。附图说明图1为一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头的结构示意图；图2为异型光阑与反光碗的结构示意图；图3为异型光阑内壁与异型光阑的几何中心线之间夹角的示意图；图4为一种采用减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头的拉曼光采集系统结构示意图；图5为利用本技术采集得到的石膏晶体的谱图；图6为利用传统拉曼探头采集得到的石膏晶体的谱图；图中各标号的含义：A-激发光路装置，B-拉曼光收集光路装置，C-收发天线装置，1-激发光输入光纤，2-准直透镜，3-窄带通滤光片，4-反光镜，5-拉曼信号输出光纤，6-耦合透镜，7-陷波滤光片，8-二向色镜，9-透镜，10-异型光阑，11-反光碗，12-样品，13-光源设备，14-光谱仪，15-电脑，16-D孔，17-E孔，18-F点，19-几何中心线。下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。具体实施方式如图1所示，一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，包括激发光路装置A、拉曼光收集光路装置B和收发天线装置C；所述激发光路装置A中的激发光路与拉曼光收集光路装置B中的拉曼光收集光路平行，激发光路与收集光路有部分光路共用，共用部分称为收发天线装置C，收发天线装置C设置在拉曼光收集光路装置B的一侧；激发光路表示激发光依次通过激发光路装置A和收发天线装置C形成的光路；收集光路表示被测样品被激发光激发后产生的拉曼光依次通过收发天线装置C和拉曼光收集光路装置B形成的光路。所述收发天线装置C为激发光路与收集光路的共用装置，既能通过激发光，又能通过拉曼光。激发光路装置A用于激发入射的激发光，形成激发光路装置A的激发光路；拉曼光收集光路装置B用于收集被测样品被激发光激发后产生的拉曼光，形成拉曼光收集光路装置B中的拉曼光收集光路。本技术通过设置激发光路装置A、拉曼光收集光路装置B和收发天线装置C，将激发光沿激发光路装置A与收发天线装置B传输，并通过拉曼光收集光路装置B与收发天线装置B收集被测样品产生的拉曼光，激发光路和收集光路都要通过收发天线装置C，本技术结构简单，能够减少被测样品信号中的荧光成分，从而有效减少被测样品荧光信号对拉曼信号的干扰。具体的，激发光路装置A在沿入射激发光的传播方向上，依次设置的激发光输入光纤1、准直透镜2、窄带通滤光片3、与透过窄带通滤光片3的光路呈45度夹角的反光镜4。该方式中激光输入光纤1能够输入激发光信号；准直透镜2能够将激发光准直，使激发光变为平行光；窄带通滤光片3能够限制激发光线宽；反光镜4对激发光具有高反射率，能够折转激发光光路，使激发光能够进入收发天线装置C。具体的，收发天线装置C依次设置有与反光镜4的反射光路呈45度夹角的二向色镜8，及沿二向色镜8反射光路上设置的透镜9、异型光阑10和反光碗11，所述异型光阑10一侧与反光碗11连接，所述异型光阑10一侧设有D孔16，所述反光碗11一侧设有E孔17。具体的，如图3所示，所述透镜9的焦点位于异型光阑10的D孔16的中心，F点18为所述D孔16的中心；该方式能够充分利用激发光，使激发光能够完全通过异型光阑10的D孔16，提高激发光的利用率；所述异型光阑的D孔16直径不大于1mm，以限制杂散光的通过。具体的，所述异型光阑10呈喇叭状，所述异型光栅10的一侧壁面与异型光阑10的几何中心线19之间的夹角为，异型光阑10的等效数值孔径为，其中n空气表示空气的折射率；所述异型光阑10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，其特征在于，包括激发光路装置（A）、拉曼光收集光路装置（B）和收发天线装置（C），所述激发光路装置（A）中的激发光路与拉曼光收集光路装置（B）中的拉曼光收集光路平行，所述拉曼光收集光路装置（B）一侧设置有收发天线装置（C）；激发光路装置（A）用于激发入射的激发光，形成激发光路装置（A）的激发光路；拉曼光收集光路装置（B）用于收集被测样品被激发光激发后产生的拉曼光，形成拉曼光收集光路装置（B）中的拉曼光收集光路。

【技术特征摘要】
1.一种减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，其特征在于，包括激发光路装置（A）、拉曼光收集光路装置（B）和收发天线装置（C），所述激发光路装置（A）中的激发光路与拉曼光收集光路装置（B）中的拉曼光收集光路平行，所述拉曼光收集光路装置（B）一侧设置有收发天线装置（C）；激发光路装置（A）用于激发入射的激发光，形成激发光路装置（A）的激发光路；拉曼光收集光路装置（B）用于收集被测样品被激发光激发后产生的拉曼光，形成拉曼光收集光路装置（B）中的拉曼光收集光路。2.如权利要求1所述的减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，其特征在于，所述激发光路装置（A）在沿入射激发光的传播方向上，依次设置有激光输入光纤（1）、准直透镜（2）、窄带通滤光片（3）及与透过窄带通滤光片（3）的光路呈45度夹角的反光镜（4）。3.如权利要求2所述的减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，其特征在于，所述收发天线装置（C）依次设置有与反光镜（4）反射光路呈45度夹角的二向色镜（8），及沿二向色镜（8）反射光路上设置的透镜（9）、异型光阑（10）和反光碗（11），所述异型光阑（10）一侧与反光碗（11）连接，所述异型光阑（10）另一侧设有D孔（16），反光碗（11）设有E孔（17）。4.如权利要求3所述的减少荧光干扰的拉曼光谱仪探头，其特征在于，所述拉曼光收集光路装置（B）在沿由被测样品被激发后产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂荣志，彭波，王巧，储涛，熊泉，赵子健，张广维，
申请(专利权)人：浙江澍源智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33