[发明专利]拉曼荧光光谱测试系统及其光信号收集器

说明书

技术领域

本发明涉及分析检测仪器技术领域，尤其涉及一种拉曼荧光光谱 测试系统及其光信号收集器。

背景技术

拉曼光谱(Ramanspectra)，是一种非弹性散射光谱。拉曼光谱 分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应， 对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面 信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。光照射到物质上发生 弹性散射和非弹性散射.弹性散射的散射光是与激发光波长相同的 成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分，统称 为拉曼效应。

激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射 的研究及其应用。拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和 医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都 有很大价值。拉曼光谱可以提供快速、简单、可重复、且更重要的是 无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头 或者通过玻璃、石英、和光纤测量。

拉曼光谱检测是属于微弱信号检测领域。目前，拉曼光谱仪用于 物质识别时，只能收集后向一般0.145立体角的拉曼散射光能量，而 总散射光能量是分布在整个空间中的12.56立方体角，相当于只收集 了1.15％的有效信号能量，使本来就很弱的拉曼信号更强难探测。因 此，如何增强有效光信号的收集成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种 解决以上问题中的任何一个的一种拉曼荧光光谱测试系统及其光信 号收集器。具体地，本发明提供拉曼荧光光谱测试系统及其光信号收 集器，用于增强荧光或拉曼光信号的收集能力。

根据本发明的第一方面，提供一种拉曼荧光光谱测试系统，包括 拉曼荧光光谱仪和光信号收集器，其中：

所述光信号收集器具有第一焦点、第二焦点和反射内壁，被测样 品置于所述光信号收集器的第一焦点处，拉曼荧光光谱仪的光接收端 置于所述光信号收集器的第二焦点处，拉曼荧光光谱仪的发射端出射 的激发光被聚焦后照射到位于所述光信号收集器的第一焦点处的样 品，样品发出的散射荧光或拉曼经所述光信号收集器内壁反射后聚焦 到所述光信号收集器的第二焦点处。

所述拉曼荧光光谱仪的光接收端是光信号探测器或者与光信号 探测器相连接的光纤端口。

所述光信号收集器是具有第一焦点和第二焦点和反射内壁的完 整椭球或者部分椭球。

所述拉曼荧光光谱仪用于出射激发光的发射端，可以位于所述第 二焦点处，也可以位于所述第一焦点和第二焦点连线上的任何位置， 也可以位于可通过光纤或光学镜头将出射激发光导引至任何可照射 到位于第一焦点处的样品表面的位置。

所述拉曼荧光光谱仪的发射端和接收端都位于光信号收集器的 第二焦点处。

所述拉曼荧光光谱仪的接收端置于光信号收集器所述第二焦点 处，所述拉曼荧光光谱仪的发射端置于光信号收集器置于所述第一焦 点和第二焦点的连线上且介于所述第一焦点和光信号收集器的反射 腔壁之间。所述拉曼荧光光谱仪的接收端收集的立体角是3.14。

本发明的另一个方面，还提供一种光信号收集器，内置于包括拉 曼荧光光谱仪的拉曼荧光光谱测试系统，所述光信号收集器直接或者 通过光纤与所述拉曼荧光光谱仪相连接，所述光信号收集器具有第一 焦点、第二焦点和反射内壁，

所述第一焦点用于放置被测样品，

所述第二焦点用于放置所述拉曼荧光光谱仪的光接收端和所述 拉曼荧光光谱仪的光发射端；

拉曼荧光光谱仪的发射端出射的激发光被分聚焦后照射到位于 所述光信号收集器的第一焦点处的样品，样品发出的散射荧光经所述 光信号收集器内壁反射后聚焦到所述光信号收集器的第二焦点处。

所述光信号收集器是具有第一焦点和第二焦点和反射内壁的完 整椭球或者部分椭球。所述第一焦点是椭球的右焦点，所述第二焦点 是椭球的左焦点。

本发明提供拉曼荧光光谱测试系统及其光信号收集器，采用一种 椭球状光信号收集器，可有效扩大收集立体角，可有效增强荧光或拉 曼光信号的收集能力。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特 性特征和优点将变得清晰。

附图说明