[发明专利]一种用于检测物质的拉曼光谱和光致发光光谱的装置和方法

权利要求书

1.一种用于同时检测物质的拉曼和光致发光光谱的装置，所述装置包括： 

激光源集合体，所述激光源集合体具有能够产生激光束的激光源； 

准直系统，所述准直系统用于使所述激光束与所述物质平行并用于从所述物质收集散射光，其中所述散射光包括瑞利散射、拉曼散射、光致发光散射和反射的激光束； 

插口，所述插口用于接收所述激光源集合体，同时确保所述装置的操作不需要进一步调整所述准直系统或所述激光源的定位； 

滤波系统，所述滤波系统用于从所述散射光中过滤所述瑞利散射和所述反射的激光束； 

光分散系统，所述光分散系统被优化以提供足以同时获得所述物质的拉曼和光致发光光谱的分辨率和光谱范围； 

检测器，所述检测器用于同时记录所述拉曼散射和所述光致发光散射中的多个波长并用于以所述拉曼散射和所述光致发光散射的函数形式产生电子信号；和 

至少一个控制器，所述控制器用于处理所述电子信号。 

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述激光源包括二极管激光器或固态激光器。 

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述激光源集合体包括具有所述激光源的圆柱形外壳，并且其中通过调整所述圆柱形外壳内的所述激光源，沿所述准直系统的光轴定位所述激光束。 

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述准直系统包括光传输模块、用于分隔多个波长的所述激光束的干涉滤波器、镜、镜支座、光收集套筒、和用于聚焦所述激光束和收集所述散射光的物镜。 

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述准直系统进一步包括功 率衰减器。 

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述准直系统进一步包括用于偏振所述激光束的偏振镜。 

7.根据权利要求4所述的装置，其中所述镜包括对所述激光束透明的区域，其中所述区域的尺寸适于使所述镜作为分光器操作。 

8.根据权利要求4所述的装置，其中所述镜附连到所述镜支座，从而所述镜和所述镜支座作为整体操作用于调整所述光收集套筒的光轴。 

9.根据权利要求4所述的装置，其中所述光收集套筒包括外壳、低通滤波器、准直透镜和缝隙或小孔。 

10.根据权利要求4所述的装置，其中所述光收集套筒进一步包括偏光器组件，所述偏光器组件用于选择所述散射光的线偏振、圆偏振或椭圆偏振分量之一。 

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述准直系统进一步包括用于定位所述物质的附加装置。 

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述附加装置包括表面强化拉曼散射基底。 

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述准直系统包括光纤系统、用于从所述散射光中过滤所述瑞利散射和所述反射的激光束的滤波器、光纤连接器和光纤。 

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述光纤系统包括两条连接且具有不同直径的光纤，所述两条连接的光纤作为分光器起作用。 

15.根据权利要求13所述的装置，其中所述光纤系统包括多条光纤，其中所述多条光纤中的一条光纤传输所述激光束至所述物质并且其中所述多条光纤中其余的光纤传输所述散射光至所述光分散系统。 

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述滤波系统包括滤波器、缝隙或小孔和准直器，所述滤波器用于从所述散射光中过滤所述瑞利散射和所述反射的激光束，所述准直器用于将所述散射光投射到所述缝隙或所述小孔。 

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述光分散系统包括用于形成平行光束的球面镜或抛物柱面镜、光分散元件、用于聚焦多个分散光束至所述检测器的球面镜或抛物柱面镜。 

18.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括电荷耦合装置或互补金属氧化物半导体检测器。 

19.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个控制器包括偏移补偿电路、可变增益放大器、数模转换器、测量控制器和闪存。 

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述至少一个控制器进一步包括用于与外围装置通信的至少一个端口。