[发明专利]拉曼光谱系统及拉曼光谱测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉曼光谱系统。本发明还涉及一种利用该系统测量被检物的拉曼光谱的方法。

背景技术

光照射到物质上时会发生散射。在发生散射时，大部分散射光的波长并不发生变化，这种波长不发生变化的散射称为瑞利散射；少部分散射光的波长会增大或减小，这种波长发生变化的散射称作拉曼散射，其对应的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱属于分子的振动光谱。每一种物质都有自己的特征拉曼光谱，所以，拉曼光谱可以作为识别物质的“指纹”。

拉曼光谱识别物质的能力依赖于拉曼光谱分析仪的分辨率。分辨率与光谱分析仪的焦距、光栅刻线数等有关。一般情况下，为了提高分辨率，需要采用焦距足够大的拉曼光谱分析仪，这时整套系统的体积必然会增大，从而丧失了便携性。此外，拉曼光谱分析仪中的部分光学元件价格昂贵，且对环境的洁净度、温度、湿度等要求较为苛刻，影响了拉曼光谱分析仪在安全检查、环境监测、化学分析、药物检测、食品检测等领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉曼光谱系统，该系统能够兼顾分辨率和便携性，并且可以适应不同环境的检测现场的要求，而不会受到环境的洁净度、温度、湿度等要求的限制。

根据本发明的一个方面，提供一种拉曼光谱系统，包括检测中心，包括至少一个光源，用于输出激发被检物产生拉曼散射光的激发光；分析装置，用于获得被检物的拉曼光谱。还包括至少一个检测终端，每个检测终端包括至少一个拉曼探头，所述每个拉曼探头将激发光引导至被检物，并将被检物产生的拉曼散射光传送回检测中心。

根据本发明的优选实施方式，所述检测中心还包括分束器，用于将光源输出的激发光分成多束。

根据本发明的优选实施方式，所述分束器包括一级或多级分束器，当分束器为多级时，可以在两级分束器之间设置功率放大器，用于放大激发光。

根据本发明的优选实施方式，所述检测中心还包括控制装置，用于控制所述至少一个光源和分析装置的操作，并对分析装置获得的拉曼光谱进行处理。

根据本发明的优选实施方式，所述控制装置具有用于存储标准拉曼光谱数据库的存储器，在所述控制装置对分析装置所获得的拉曼光谱进行处理时，将被检物的拉曼光谱与从存储器中读取的标准拉曼光谱进行比较，以确定该被检物是否含有不符合规定的物质。

根据本发明的优选实施方式，所述检测中心还包括：转换器，用于转换所述拉曼光谱并将转换后的拉曼光谱传送给控制装置；通信装置，用于在检测中心和检测终端之间传送数据。

根据本发明的优选实施方式，所述控制装置将比较结果通过所述通信装置分别传送给各自的检测终端。

根据本发明的优选实施方式，所述检测终端还包括：控制器，用于接收检测指令，控制所述至少一个拉曼探头；通信装置，用于在检测中心和检测终端之间传送数据。

根据本发明的优选实施方式，所述通信装置是有线通信装置或无线通信装置。

根据本发明的优选实施方式，所述检测中心还包括耦合装置，用于将来自光源的激发光耦合到所述至少一个拉曼探头中，以及将来自所述至少一个拉曼探头的拉曼散射光传送给分析装置。

根据本发明的另一方面，提供一种测量被检物的拉曼光谱的方法，所述方法包括步骤：a)控制至少一个光源使该光源发射激发光；b)控制至少一个检测终端，使所述至少一个检测终端中的至少一个拉曼探头用该激发光照射被检物，并收集被检物的拉曼散射光；c)分析该拉曼散射光，以获得被检物的拉曼光谱。

根据本发明方法的优选实施方式，还包括步骤d)将被检物的拉曼光谱与标准拉曼光谱进行比较，以确定该被检物是否含有不符合规定的物质。

根据本发明的优选实施方式，所述步骤b)包括：e)自动检查所述至少一个拉曼探头是否连接了功率放大器；f)在检查到连接了功率放大器的情况下，检查该功率放大器是否启动；如果未启动，则启动该功率放大器；g)控制所述至少一个拉曼探头自动检查光源是否启动；如果光源未启动则启动光源；h)用来自光源的激发光照射被检物，并收集被检物的拉曼散射光。

根据本发明方法的优选实施方式，还包括步骤i)将各检测终端的比较结果传送给各自的检测终端。

本发明解决了传统拉曼光谱分析仪便携性与分辨率之间的矛盾，因为在现有技术中对高分辨率的要求导致传统的拉曼光谱分析仪体积庞大，不利于携带，而在本发明中对拉曼光谱的分析在检测中心完成，可以满足对高分辨率的要求，同时由于多探头并行检测而使得本系统具有便携性，因为拉曼探头可以很方便地移动。

附图说明

图1示出本发明的拉曼光谱系统的第一实施方式的示意图。