一种快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法技术

本发明专利技术提供一种快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法，包括：S1，对被检测样品进行物理建模，建立的模型为双层介质模型，其中，上层介质代表容器壁，属于均匀介质，下层介质代表待检测物质，为浑浊散射介质；建立双层介质模型的光子传递模型；S2，按照所述光子传递模型进行光子传递，对光子在双层介质模型中的传递过程进行蒙特卡罗模拟，找出检测该样品所需的最佳偏移距离；S3，在零偏移处和最佳偏移处进行光谱采集；S4，用零偏移处和最佳空间偏移处的拉曼光谱进行比例减法计算，获取隐藏物质的纯净拉曼光谱。本发明专利技术通过提前选择最佳偏移距离来缩短检测时间、减少检测步骤。减少检测步骤。减少检测步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法


[0001]本专利技术涉及一种光学检测方法，具体的，涉及一种快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法。

技术介绍

[0002]空间偏移拉曼光谱技术是一种新型拉曼光谱检测技术，可用于检测容器内隐藏的物质。使用时从偏离激光激发点的样品区域不同位置收集一系列拉曼光谱，在不同空间位置采集到的光谱包含的容器壁和容器内隐藏的物质的相对拉曼光谱的强度不同，使用多元分析法分析采集到的一系列光谱可以获得隐藏物质的拉曼光谱从而实现了对容器内物质的检测。该方法需要采集大量的光谱并且进行数据分析处理，因此，所需的光谱采集时间太长，不利于现场快速检测。
[0003]另一方面，拉曼信号属于一种微弱信号，当收集点与激发光的焦点不在同一空间位置上时，为了采集有效的光谱需要设置更长的CCD积分时间，在使用中常常需要采集一系列光谱并进行分析处理，这将大大加长检测时间。这种检测方法极大地限制了空间偏移拉曼光谱的广泛应用，因此，研究空间偏移拉曼光谱的快速测量方法和技术具有重要的意义和广泛的应用价值。
[0004]经检索，专利202本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法，其特征在于，包括：S1，对待检测样品进行物理建模，建立的模型为双层介质模型，其中，上层介质代表容器壁，属于均匀介质，下层介质代表待检测物质，为浑浊散射介质；建立双层介质模型的光子传递模型；S2，按照所述光子传递模型进行光子传递，对光子在双层介质模型中的传递过程进行蒙特卡罗模拟，找到能收集最多在下层介质产生的拉曼散射光子的位置，该位置对应的偏移距离即为最佳偏移距离；S3，对实际的待检测样品，采用空间偏移拉曼测量系统在零偏移处和最佳空间偏移位置处进行光谱采集；当空间偏移拉曼测量系统的两个探头的焦点之间的距离是最佳偏移距离时，采集探头所在的位置即最佳空间偏移位置；S4，对零偏移处和最佳空间偏移处的拉曼光谱进行比例减法计算，获取待检测物质的纯净拉曼光谱。2.根据权利要求1所述的快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法，其特征在于，所述双层介质模型的光子传递模型，具体为：当光子在上层介质中传递时，设置介质的吸收系数μ
a
、散射系数μ
s
和折射率，其中：利用介质在激发光波长处的吸收系数μ
′
a
和散射系数μ
′
s
近似代替介质在整个拉曼波段的吸收系数μ
a
(λ)和散射系数μ
s
(λ)；同时考虑介质的吸收和散射，总的衰减系数为：μ
′
t
＝μ
′
s
+μ
′
a
光束传递过l后，经过吸收和散射后的光强为：散射光强度为：被吸收的光强度为：光子在上层介质中传递时可能会被吸收、散射或者继续保持传递，设定发生散射、吸收和继续传递的概率分别为：和散射光子的方向按照米散射函数来确定；在一次传递后将散射光子全部进行复制作为拉曼光子，设定上层介质中的拉曼光子不再继续传递。3.根据权利要求2所述的快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法，其特征在于，当光子在下层介质中传递时，将多次散射过程整合为一个散射事件，在每个散射事件中光子沿直线传播，在下一个散射事件中光子的传播方向相比于前一个散射事件是完全随机的，在每个散射事件中的光子传递距离为光子显著偏离其原始传播方向之前在下层介质内传递的平均距离；在下层介质中产生的拉曼光子到达上层介质时停止传播，忽略下层介质对光子的吸收。4.根据权利要求1所述的快速检测包装容器内物质的拉曼光谱方法，其特征在于，S2中，建立三维直角坐标系，双层介质模型的上表面与空气交界面位于x
‑
o
‑
y平面，将双层介质视为x方向和y方向无限大的介质，上层介质厚度为d1,下层介质厚度为d2，从而上层介质的空间范围为：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄梅珍，张超逸，孔丽丽，张燕，于新娜，邱鸿霖，李天林，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：