基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，包括：第一光源装置、第二光源装置、光束折转装置、可切换反射镜、近红外光谱仪、拉曼光谱仪和平移台；第一光源装置和第二光源装置分别用于发出拉曼光束和近红外光束入射至光束折转装置；拉曼光束和近红外光束对待测样品进行照射；发射出带有待测样品信息的近红外光信号和拉曼光信号入射至可切换反射镜；当可切换反射镜切入光路时，近红外光信号聚焦至近红外光谱仪，进行近红外反射光信号的采集；当可切换反射镜切出光路时，拉曼光信号经旋光片消除荧光干扰后聚焦至拉曼光谱仪，进行拉曼光信号的采集。本发明专利技术提高了检测精度及数据可靠性，解决了小批量样品的分析不准确的问题。准确的问题。准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置


[0001]本专利技术涉及光谱仪器
，特别涉及一种基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置。

技术介绍

[0002]光谱分析方法是基于物质与辐射作用时，测量由物质内部发生的能级跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度，以此来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法。随着光谱学的不断发展，各种新的光谱被发现，不同的光谱分析方法也相继建立，并出现相应的光谱分析仪器。光谱分析从原理上得到长期研究，理论上已经趋近于完善，光谱分析已成为现代分析化学手段最多、应用最广泛、功能最强大的分析方法之一。光谱分析方法在定性、定量、结构分析方面有着优越的表现，且光谱检测具有传输性好、结构简单、实时性高、无损检测及适用性强等优点，现广泛应用于生命科学、医学、食品、化工、医药、环境、商检、空间探索等领域。在科研、教学以及工业生产中具有十分广阔的使用空间。而作为光谱检测的基础，光谱仪的性能直接影响测试的准确性以及适用性。
[0003]近红外光谱分析技术通过近红外光谱仪实现非接触无损、无需进行样品前处理、快速、高通量、定性定量检测固体、液体和气体物质组分与含量的独特优势，在生物医药、食品安全、环境监测、工农业生产、航空航天及国家安全等领域具有重要而广泛的应用，是近代检测分析技术中发展最为迅速的新兴技术之一。拉曼光谱检测技术是一种分子光谱表征手段，被称为“指纹”光谱。近年来拉曼光谱技术日益成熟，拉曼光谱仪被广泛应用于生物医疗，宝石鉴定，石油化工爆炸物等领域，成为了人们常用的有效的分析工具之一。
[0004]但是现有技术针对拉曼光谱检测精度受限于荧光干扰，近红外光谱模型需要大量有代表性且化学值已知的样品建立模型且受定标样品影响大，存在对小批量样品的分析不准确的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一种基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，通过拉曼光谱与近红外光谱技术联用方法，通过开发拉曼光谱与近红外光谱联用的光路系统，对样品同时采集样品近红外光谱与拉曼光谱数据，交互分析处理提高检测精度及数据可靠性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0007]本专利技术提供一种基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，包括：第一光源装置、第二光源装置、光束折转装置、可切换反射镜、近红外光谱仪、旋光片、拉曼光谱仪和平移台；
[0008]第一光源装置和第二光源装置分别用于发出拉曼光束和近红外光束入射至光束折转装置；
[0009]光束折转装置包括第一反光元件、第二折光元件和第三反光元件；
[0010]拉曼光束和近红外光束依次经过第一反光元件的反射、第二折光元件的反射后对待测样品进行照射；
[0011]待测样品放置在平移台上；
[0012]待测样品经照射后发射出带有待测样品信息的近红外光信号和拉曼光信号经过第二折光元件的透射、第三反光元件的发射后入射至可切换反射镜；
[0013]当可切换反射镜切入光路时，近红外光信号聚焦至近红外光谱仪，进行近红外反射光信号的采集；
[0014]当可切换反射镜切出光路时，拉曼光信号经旋光片消除荧光干扰后聚焦至拉曼光谱仪，进行拉曼光信号的采集。
[0015]优选地，第一光源装置包括：激光器、第一衰减片和扩束镜；
[0016]激光器用于发出一束光强稳定的单色光束，依次经过第一衰减片和扩束镜的扩束后入射至光束折转装置。
[0017]优选地，第二光源装置包括：近红外光源和第二衰减片；
[0018]近红外光源用于发出一束近红外光束，经过第二衰减片的透射后入射至光束折转装置。
[0019]优选地，第一反光元件为第一凹面反射镜；
[0020]第二折光元件为二向色镜；
[0021]第三反光元件为第二凹面反射镜；
[0022]单色光束和近红外光束首先入射至第一凹面反射镜，依次经过第一凹面反射镜和二向色镜的反射后对待测样品进行照射；发射出带有待测样品信息的近红外光信号和拉曼光信号再次经过二向色镜的透射、第二凹面反射镜的反射后入射至可切换反射镜。
[0023]优选地，可切换反射镜为滤光片轮结构；
[0024]当滤光片轮转至反射镜时，近红外光信号聚焦至近红外光谱仪，进行近红外反射光信号的采集；
[0025]当滤光片轮转至通孔时，拉曼光信号透过旋光片后聚焦至拉曼光谱仪，进行拉曼光信号的采集。
[0026]优选地，在对近红外光谱数据和拉曼光谱数据的采集过程中：
[0027]首先控制平移台沿X或Y方向进行运动并采集近红外光谱数据，同时记录采集数据的位置信息；
[0028]其次控制平移台进行反方向运动，在相同位置采集拉曼光谱信息。
[0029]与现有的技术相比，本专利技术通过开发拉曼光谱与近红外光谱联用的光路系统，同时采集样品的近红外光谱与拉曼光谱数据，交互分析处理提高了检测精度及数据可靠性，解决了拉曼光谱检测精度受限于荧光干扰，近红外光谱模型需要大量有代表性且化学值已知的样品建立模型且受定标样品影响大，对小批量样品的分析不准确等问题。
附图说明
[0030]图1是根据本专利技术实施例提供的基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置的结构示意图。
[0031]其中的附图标记包括：激光器1、第一衰减片2、扩束镜3、近红外光源4、第二衰减片
5、第一凹面反射镜6、二向色镜7、第二凹面反射镜8、可切换反射镜9、近红外光谱仪10、旋光片11、拉曼光谱仪12和平移台13。
具体实施方式
[0032]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0034]图1是根据本专利技术实施例提供的基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置的结构示意图。
[0035]如图1所示，本专利技术实施例提供的基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置包括：第一光源装置、第二光源装置、光束折转装置、可切换反射镜9、近红外光谱仪10、旋光片11、拉曼光谱仪12和平移台13。
[0036]第一光源装置和第二光源装置分别用于发出拉曼光束和近红外光束入射至光束折转装置中。
[0037]由于待测样品的表面存在高度差异，本专利技术提供的第一光源装置、第二光源装置以及光束折转装置可以进行z方向的移动，实现系统对待测样品上不同聚焦位置的调制，使激光入射到样本表面位置精确化，实现拉曼激发信号最大化。
[0038]第一光源装置包括：激光器1、第一衰减片2和扩束镜3；激光器1用于发出一束光强稳定的单色光束；第一衰减片2用于对激光器出射的单色光束的能量进行调制，避本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，其特征在于，包括：第一光源装置、第二光源装置、光束折转装置、可切换反射镜、近红外光谱仪、旋光片、拉曼光谱仪和平移台；所述第一光源装置和第二光源装置分别用于发出拉曼光束和近红外光束入射至所述光束折转装置；所述光束折转装置包括第一反光元件、第二折光元件和第三反光元件；所述拉曼光束和近红外光束依次经过所述第一反光元件的反射、第二折光元件的反射后对待测样品进行照射；所述待测样品放置在所述平移台上；所述待测样品经照射后发射出带有待测样品信息的近红外光信号和拉曼光信号经过所述第二折光元件的透射、第三反光元件的发射后入射至所述可切换反射镜；当所述可切换反射镜切入光路时，所述近红外光信号聚焦至所述近红外光谱仪，进行近红外反射光信号的采集；当所述可切换反射镜切出光路时，所述拉曼光信号经所述旋光片消除荧光干扰后聚焦至所述拉曼光谱仪，进行拉曼光信号的采集。2.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，其特征在于，所述第一光源装置包括：激光器、第一衰减片和扩束镜；所述激光器用于发出一束光强稳定的单色光束，依次经过所述第一衰减片和所述扩束镜的扩束后入射至所述光束折转装置。3.根据权利要求2所述的基于拉曼光谱与近红外光谱联用的光谱仪装置，其特征在于，所述第二光源装置包括：近红外光...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭鑫，张薇，马振予，焦庆斌，许亮，杨名宇，李宇航，李徽，刘思琪，裴健，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：