[实用新型]一种便携式可调节的拉曼探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学设备，尤其是一种激光拉曼探头。

背景技术

自从1928年印度科学家拉曼(C.V.Raman)发现拉曼散射现象以来，激光拉曼光谱检测技术作为一种光谱分析技术，因其能能够提供快速、简单、可重复且更重要的是无损伤的定性定量分析，被广泛应用于各种化学物质的检验，如司法鉴定、安全检查、珠宝鉴定、晶体研究以及药品鉴定。拉曼光谱技术与红外光谱技术可以互相补充，其主要的优点体现于以下几点：第一、激光拉曼光谱检测技术无需样品制备过程，对样品形状、大小、温度、状态要求低，可在固体、液体、气体、溶液等物理状态下测量；对样品量要求极少，可适于微量和痕量样品分析；第二、拉曼散射采用光子探针，是一种无损探测技术，适合对那些稀有或珍贵的样品进行分析；第三、水是很弱的拉曼散射物质，因此可直接测量水溶液样品的拉曼光谱而无需考虑水分子振动的影响，特别适合于液态爆炸品、毒品等违禁品的检测，也是激光拉曼光谱的最显著的优势所在。第四、激光拉曼光谱成像快速、简便，分辨率高，仪器特性稳定，使用简单，维护成本低，非常适合用于公安反恐禁毒以及公共安全事业。

通常，激光拉曼光谱检测系统由三部分组成：激光器、拉曼探头和光谱分析仪。激光器发出的光束经过拉曼探头准直聚焦照射到被激发的物质上，散射的拉曼光再次经过拉曼探头接收滤波后，由光谱分析仪来进行拉曼光谱分析，从而确定物质的化学结构、相和形态、结晶度和分子相互作用的详细信息。

在激光拉曼光谱检测系统中，拉曼探头作为光束的准直激发、散射光的收集、微弱拉曼散射光滤波提取、杂散光的屏蔽的功能，具有非常重要的作用。它在一定的程度上直接决定了系统的性能和准确性。目前，市场上已经有种商用的拉曼探头出售，其主要的结构形式都是参照美国几个大公司（如Dilor、InPhotonics、Visionex等）双光纤共焦同轴的后向散射方式，即激发光和散射光具有共同的光路，只是通过双色镜将散射光聚焦到另一根光纤中进行接收。这种探头结构形式由于采用了共焦同轴的形式，大大的简化了探头的结构和提高系统的效率，成为市场最受欢迎的拉曼探头。随着市场不同应用领域的需求，在上述的结构形式上各种各样的探头不断的涌现。如专利CN201110454592.0提出了一种手持式的拉曼探头，充分考虑拉曼紧凑的结构形式和光源的稳定性控制；专利CN00105918针对医学中应用的综合技术领域中，提出了单路近红外激光发射探头和同时接收该发射探头的出射光的双路光接收探头；专利CN203132699U提出了一种与拉曼检测探头配合使用的拉曼信号增强装置，通过与传统拉曼检测探头配合使用，实现较好的拉曼信号增强效果；专利201310010207由镀金属膜的四棱锥微尖结构及其尖端的金属纳米颗粒组成二次增强的表面增强拉曼探头，克服了传统的拉曼探测器的增强因子不高的问题，也实现了高灵敏的表面增强拉曼探测；专利CN201020297277，提出了空间偏离拉曼光谱探头，非常理想的解决了拉曼效应较弱的问题，大大改善了信号采集与处理的效果。但是这些专利都是针对一个特定的应用环境来进行探头的设计，不具备针对不同应用场合和探测物质的结构形态来选择合适探头的可调节性和灵活性，限制了整个拉曼探测系统的普适性，从而限制整个市场的发展。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：现有激光拉曼光谱检测系统中，拉曼探头不能够普遍适用于各种应用环境，不能针对应用场合和探测物质的结构形态来选择合适探头，普适性较差。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便携式可调节的拉曼探头，包括一体化外壳、发射光纤端口、接收光纤端口、接收聚光透镜、发射聚光透镜、带通滤波片、长通滤波片、反射镜、双色镜和激光发射/接收探头，一体化外壳内设有发射通道和接收通道，发射光纤端口、发射聚光透镜、带通滤波片和双色镜依次设置在发射通道内，双色镜倾斜安装在发射通道的末端，接收光纤端口、接收聚光透镜、长通滤波片和反射镜依次设置在接收通道内，反射镜倾斜安装在接收通道的末端，且反射镜的反射面与双色镜相对应，激光发射/接收探头可拆卸地安装在一体化外壳上，发射光纤端口、发射聚光透镜、带通滤波片、双色镜和激光发射/接收探头构成发射光路，激光发射/接收探头、双色镜、反射镜、长通滤波片、接收聚光透镜和接收光纤端口构成接收光路。