一种便携式拉曼探头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种便携式拉曼探头，属于医疗器械技术领域。装置包括：半导体激光器、镀金二面镜、带通滤光片、激发透镜、陷波滤光片、收集透镜和光纤准直器；半导体激光器发射的激光被镀金二面镜反射后依次经过带通滤光片和激发透镜照射到样品上；样品的反射光依次经过激发透镜、带通滤光片、镀金二面镜、陷波滤光片、收集透镜和光纤准直器后被搜集待用；本实用新型专利技术激光器安置在探头内部，而不用输入光纤，避免了激光器到光纤的耦合以及光纤再准直的过程，使整体设计更紧凑，成本和工艺难度得到控制。到控制。到控制。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式拉曼探头


[0001]本技术涉及一种便携式拉曼探头，属于医疗器械


技术介绍

[0002]拉曼光谱是振动光谱的一种形式，是对于常用的红外光谱的补充。拉曼光谱法的主要优点是可以通过其独特的光谱指纹识别分析物，并且与红外光谱法不同，拉曼光谱不仅可以测量固体分析物，而且可以测量水溶液中的分析物，几乎不受水的干扰，因此生物体内或水溶液中收集得到的光谱不会因水的振动模式而被遮挡。
[0003]拉曼光谱学可以描述为光子对于分析物分子的非弹性散射，这是由于分子与入射光相互作用引起的极化率变化所致。拉曼散射是一个非常弱的过程，对于108入射光子中只有1个拉曼散射光子。但是，如果选择的入射波长与电子跃迁存在共振现象，则信号可以增强102～106倍。
[0004]由于拉曼光谱对物质检测与分析具有重要意义，许多公司都致力于拉曼光谱仪的研制与开发。国外便携式拉曼光谱仪以优良的性能在中国占有绝大部分市场份额。目前主要厂商有BWTEK公司、Ocean Optics公司、Thermo Fisher公司、Smiths Detection等。
[0005]大多数便携式拉曼光谱仪配备了光纤探头，极大地方便了测量操作，使拉曼光谱仪可在野外、现场应用，促进了拉曼光谱技术走出实验室、进入生产生活领域。拉曼光纤探头基本原理是激发光从输入光纤进入探头，聚焦照射到被测物质产生拉曼散射，而后被采集透镜收集，经输出光纤送至光谱仪，获得拉曼光谱数据。拉曼光纤探头的出现简化了样品外光路，使得光谱仪在线分析、实时分析、活体分析、现场监测成为可能，为仪器的便携化、手持化铺平道路。拉曼光纤探头在工业检测中已经得到广泛的使用，允许一台检测设备连接多个探头，实现分布式联网检测。
[0006]依据入射/采集接口的不同，拉曼光纤探头可以分为双光纤结构、单光纤结构和多光纤结构。不同结构各有利弊，如单光纤结构中，理论上由于两光锥完全重合，效率值最高。但实际上由于需要分开两束光，就必须使用分束镜，而分光镜带来的损耗几乎抵消了设计所带来效率的提高。多光纤结构十分适用浸入式场合，效率较高，但工艺难度大，造价高，增加了制作难度和成本。因此，研究一种综合评价良好的探头对于拉曼技术在实际检测过程中的大规模使用尤为重要。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种便携式拉曼探头，该拉曼探头优化了光路设计，减少了光学器件的用量，减小了拉曼探头的体积并有效降低了成本，便于在便携式拉曼装置中使用。
[0008]本技术的目的是通过下述技术方案实现的。
[0009]一种便携式拉曼探头，包括：半导体激光器、镀金二面镜、带通滤光片、激发透镜、陷波滤光片、收集透镜和光纤准直器；半导体激光器发射的激光被镀金二面镜反射后依次
经过带通滤光片和激发透镜照射到样品上；样品的反射光依次经过激发透镜、带通滤光片、镀金二面镜、陷波滤光片、收集透镜和光纤准直器后被搜集待用；
[0010]优选的，所述镀金二面镜的镀金面为能够使得所述半导体激光器发射的激光反射，使得所述经样品反射的光透过；
[0011]优选的，所述激发透镜和收集透镜的规格为双凸透镜，焦距f＝20mm或25mm，孔径Ф＝12.7mm或25mm，数值孔径为0.35～0.60，镀有500～1200nm的增透膜；
[0012]优选的，所述带通滤光带规格为直径25mm或者50mm，中心波长为740nm、750nm、760nm、770nm、780nm或者790nm，半高宽为FWHM＝10nm、12nm或者20nm，高截止深度OD≥4；
[0013]优选的，所述陷波滤光片的规格为为直径25mm或者50mm，中心波长为785nm，陷波带宽＝30～40nm，高截止深度OD≥5；
[0014]优选的，所述拉曼探头为圆筒形，内部设有一个通道；
[0015]优选的，在所述通道内半导体激光器设置在镀金二面镜的侧部，所述带通滤光片与所述激发透镜的轴线成预定角度设置在所述连通孔的内侧；
[0016]优选的，所述通道内还设有带通滤光片，所述带通滤光片设于所述激发透镜和所述镀金二面镜之间；
[0017]优选的，在所述通道内，所述镀金二面镜设置在所述陷波滤光片的前侧；
[0018]优选的，所述通道还设有收集透镜和光纤准直器，所述收集透镜设于光纤准直器和所述陷波滤光片之间。
[0019]有益效果
[0020]1.本技术提供的一种便携式拉曼探头，光学元件主要集中在同一直线上，体积小巧，结构简单，结构紧凑，安装调试便捷；
[0021]2.本技术提供的一种便携式拉曼探头，激光器安置在探头内部，而不用输入光纤，避免了激光器到光纤的耦合以及光纤再准直的过程，使整体设计更紧凑，成本和工艺难度得到控制；
[0022]3.本技术提供一种便携式拉曼探头，使用激发透镜和收集透镜，不再共用一个透镜实现聚焦和接受双重功能，避免了对一个透镜的参数要求过高，而且也不存在离轴像差问题；
附图说明
[0023]图1为一种便携式拉曼探头具体实施方式的结构示意图。
[0024]其中，1—半导体激光器；2—镀金二面镜；3—带通滤光片；4—激发透镜；5—陷波滤光片；6—收集透镜；7—光纤准直器。
具体实施方式
[0025]下面结合附图与实施例对本技术进行详细说明。
[0026]本技术提供了一种便携式拉曼探头，包括：半导体激光器1、镀金二面镜2、带通滤光片3、激发透镜4、陷波滤光片5、收集透镜6和光纤准直器7；半导体激光器1发射的激光被镀金二面镜2反射后依次经过带通滤光片3和激发透镜4照射到样品上；样品的反射光依次经过激发透镜4、带通滤光片3、镀金二面镜2、陷波滤光片5、收集透镜6和光纤准直器7
后被搜集待用；
[0027]所述镀金二面镜的镀金面为能够使得所述半导体激光器1发射的激光反射，使得所述经样品反射的光透过；
[0028]所述激发透镜和收集透镜的规格为双凸透镜，焦距f＝20mm，孔径Ф＝12.7mm，数值孔径为0.5，镀有600nm的增透膜；
[0029]所述带通滤光带规格为直径25mm，中心波长为780nm，半高宽为FWHM＝10nm，高截止深度OD≥4；
[0030]所述陷波滤光片的规格为为直径25mm，中心波长为785nm，陷波带宽＝38nm，高截止深度OD≥5；
[0031]所述拉曼探头为圆筒形，内部设有一个通道；
[0032]在所述通道内半导体激光器设置在镀金二面镜的侧部，所述带通滤光片与所述激发透镜的轴线成预定角度设置在所述连通孔的内侧；
[0033]所述通道内还设有带通滤光片，所述带通滤光片设于所述激发透镜和所述镀金二面镜之间；
[0034]在所述通道内，所述镀金二面镜设置在所述陷波滤光片的前侧；
[0035]所述通道还设有收集透镜和光纤准直器，所述收集透镜设于光纤准直器和所述陷波滤光片之间。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式拉曼探头，其特征在于：包括：半导体激光器(1)、镀金二面镜(2)、带通滤光片(3)、激发透镜(4)、陷波滤光片(5)、收集透镜(6)和光纤准直器(7)；半导体激光器(1)发射的激光被镀金二面镜(2)反射后依次经过带通滤光片(3)和激发透镜(4)照射到样品上；样品的反射光依次经过激发透镜(4)、带通滤光片(3)、镀金二面镜(2)、陷波滤光片(5)、收集透镜(6)和光纤准直器(7)后被搜集待用。2.如权利要求1所述的一种便携式拉曼探头，其特征在于：所述镀金二面镜的镀金面能够使得所述半导体激光器(1)发射的激光反射，使得所述经样品反射的光透过。3.如权利要求1所述的一种便携式拉曼探头，其特征在于：所述激发透镜和收集透镜的规格为双凸透镜，焦距f＝20mm或25mm，孔径Ф＝12.7mm或25mm，数值孔径为0.35～0.60，镀有500～1200nm的增透膜。4.如权利要求1所述的一种便携式拉曼探头，其特征在于：所述带通滤光带规格为直径25mm或者50mm，中心波长为740nm、7...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昆朋，王银杰，刘吉平，乔美壮，李年华，韩佳，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：