一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，包括激光器、光谱仪和探头模块，激光器，用于发射高斯光束；探头模块，用于通过传输光纤接收激光器发射的高斯光束，并利用高斯光束转换为贝塞尔光束照射到样本上激发出瑞利散射信号和拉曼散射信号，收集样本反射的瑞利散射信号和拉曼散射信号，滤除瑞利散射信号并保留拉曼散射信号，耦合拉曼散射信号到传输光纤；光谱仪，用于接收探头模块收集的拉曼散射信号。本发明专利技术利用贝塞尔光束具有无衍射性和自恢复性的本质，对样品进行更深层的检测并提高所测样品的拉曼光谱的信噪比，使本发明专利技术的系统更适合应用于在体或活体等散射样本，同时，本发明专利技术将系统模块化，使组装和携带更加方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪
本专利技术属于拉曼光谱
，具体涉及一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪。
技术介绍
拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼光谱技术是对与入射光频率不同的散射光谱进行分析得到分子振动、转动方面的信息，并应用于分子结构研究的一种方法，拉曼光谱技术分析样品时的光源为一定频率的单色光，单色光入射到介质中会产生两种不同的散射过程，其中一种散射光的频率与入射光频率相同，称为瑞利散射光；另一种散射光频率与入射光频率不同，成为拉曼散射光，拉曼光谱技术用其中频率发生变化的散射光来分析物质结构，该技术目前应用于生物医学、药物化学、刑事调查、材料科学、食品安全和环境监测等领域。传统的拉曼检测技术一般采用高斯光束进行优化并照射到样本上来采集信号，多会聚焦在样本的表面进行检测，且遇到不均匀散射介质时，高斯光束的聚焦深度限制在两倍的瑞利距离内。传统的拉曼检测技术主要存在两方面的问题，一是由于光在自由空间传播会发生衍射的本质以及镜头的影响，高斯光束的聚焦深度限制在两倍的瑞利距离内，无法对具有一定深度的样本进行很好的聚焦而探测到信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，包括：/n激光器(1)，用于发射高斯光束；/n探头模块(2)，用于通过传输光纤接收所述激光器(1)发射的所述高斯光束，并利用所述高斯光束转换成贝塞尔光束照射到样本上激发出瑞利散射信号和拉曼散射信号，收集样本反射的所述瑞利散射信号和所述拉曼散射信号，滤除所述瑞利散射信号并保留所述拉曼散射信号，耦合所述拉曼散射信号到传输光纤；/n光谱仪(3)，用于接收所述探头模块(2)收集的所述拉曼散射信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，包括：
激光器(1)，用于发射高斯光束；
探头模块(2)，用于通过传输光纤接收所述激光器(1)发射的所述高斯光束，并利用所述高斯光束转换成贝塞尔光束照射到样本上激发出瑞利散射信号和拉曼散射信号，收集样本反射的所述瑞利散射信号和所述拉曼散射信号，滤除所述瑞利散射信号并保留所述拉曼散射信号，耦合所述拉曼散射信号到传输光纤；
光谱仪(3)，用于接收所述探头模块(2)收集的所述拉曼散射信号。


2.根据权利要求1所述的基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，所述探头模块(2)包括：
贝塞尔光生成模块(21)，用于通过传输光纤接收所述激光器(1)发射的所述高斯光束，并利用所述高斯光束转换成的贝塞尔光束照射到样本上激发出瑞利散射信号和拉曼散射信号；
拉曼信号收集模块(22)，用于滤除所述瑞利散射信号并保留所述拉曼散射信号，耦合所述拉曼散射信号到传输光纤。


3.根据权利要求2所述的基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，所述贝塞尔光生成模块(21)包括第一光束质量优化模块(2111)、第一环形狭缝光产生模块(2112)、第一二向色镜(2113)和第一会聚透镜(2114)，所述第一光束质量优化模块(2111)、所述第一环形狭缝光产生模块(2112)、所述第一二向色镜(2113)和所述第一会聚透镜(2114)沿所述激光器(1)发射的第一高斯光束的光路依次设置，所述拉曼信号收集模块(22)包括第一反射镜(2211)、第一滤波模块(2212)和第一耦合透镜(2213)，所述第一反射镜(2211)沿所述第一二向色镜(2113)的反射方向设置，所述第一滤波模块(2212)和所述第一耦合透镜(2213)沿所述第一反射镜(2211)反射的第一瑞利散射信号和第一拉曼散射信号的光路依次设置，其中，
所述第一光束质量优化模块(2111)，用于将所述激光器(1)发射的所述第一高斯光束进行空间滤波、光谱滤波和扩束得到第一优化光束；
所述第一环形狭缝光产生模块(2112)，用于将所述第一优化光束转换成第一环形狭缝光束；
所述第一二向色镜(2113)，用于使小于或者等于所述第一高斯光束波长的所述第一环形狭缝光束通过；
所述第一会聚透镜(2114)，用于会聚所述第一二向色镜(2113)通过的所述第一环形狭缝光束并转换成第一贝塞尔光束，所述第一贝塞尔光束照射到样本上激发出所述第一瑞利散射信号和所述第一拉曼散射信号，所述第一会聚透镜(2114)将所述第一瑞利散射信号和所述第一拉曼散射信号会聚至所述第一二向色镜(2113)上；
所述第一二向色镜(2113)，还用于将所述第一会聚透镜(2114)会聚的大于所述第一高斯光束波长的所述第一瑞利散射信号和所述第一拉曼散射信号反射至所述第一反射镜(2211)上；
所述第一反射镜(2211)，用于将所述第一瑞利散射信号和所述第一拉曼散射信号反射到所述第一滤波模块(2212)上；
所述第一滤波模块(2212)，用于滤除反射到所述第一滤波模块(2212)上的所述第一瑞利散射信号和所述第一拉曼散射信号中的所述第一瑞利散射信号，并保留所述第一拉曼散射信号；
所述第一耦合透镜(2213)，用于耦合所述第一拉曼散射信号到所述传输光纤。


4.根据权利要求3所述的基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，所述贝塞尔光生成模块(21)包括第二光束质量优化模块(2121)、第二环形狭缝光产生模块(2122)、第二反射镜(2123)、第二二向色镜(2124)和第二会聚透镜(2125)，所述第二光束质量优化模块(2121)、所述第二环形狭缝光产生模块(2122)和所述第二反射镜(2123)沿所述激光器(1)发射的第二高斯光束的光路依次设置，所述第二二向色镜(2124)沿所述第二反射镜(2123)的反射方向设置，所述第二会聚透镜(2125)沿所述第二二向色镜(2124)的反射方向设置，所述拉曼信号收集模块(22)包括第二滤波模块(2221)和第二耦合透镜(2222)，所述第二滤波模块(2221)和所述第二耦合透镜(2222)沿所述第二会聚透镜(2125)会聚的第二瑞利散射信号和第二拉曼散射信号的光路依次设置，其中，
所述第二光束质量优化模块(2121)，用于将所述激光器(1)发射的所述第二高斯光束进行空间滤波、光谱滤波和扩束得到第二优化光束；
所述第二环形狭缝光产生模块(2122)，用于将所述第二优化光束转换成第二环形狭缝光束；
所述第二反射镜(2123)，用于将所述第二形狭缝光束进行反射得到第二反射光束；
所述第二二向色镜(2124)，用于将小于或者等于所述第二高斯光束波长的所述第二反射光束进行反射得到第三反射光束；
所述第二会聚透镜(2125)，用于会聚所述第三反射光束转换成第二贝塞尔光束，所述第二贝塞尔光束照射到样本上激发出所述第二瑞利散射信号和所述第二拉曼散射信号，所述第二会聚透镜(2125)将所述第二瑞利散射信号和所述第二拉曼散射信号会聚至所述第二二向色镜(2124)上；
所述第二二向色镜(2124)，还用于使大于所述第二高斯光束波长的所述第二瑞利散射信号和所述第二拉曼散射信号通过；
所述第二滤波模块(2221)，用于滤除所述第二二向色镜(2124)通过的所述第二瑞利散射信号和所述第二拉曼散射中的所述第二瑞利散射信号，并保留所述第二拉曼散射信号；
所述第二耦合透镜(2222)，用于耦合所述第二拉曼散射信号到所述传输光纤。


5.根据权利要求4所述的基于贝塞尔光的探头式拉曼光谱仪，其特征在于，所述贝塞尔光生成模块(21)包括第三光束质量优化模块(2131)、第三反射镜(2132)和第一贝塞尔光产生模块(2133)，所述第三光束质量优化模块(2131)和所述第三反射镜(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪利，任枫，闫胚娆，王楠，詹勇华，曾琦，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61