[实用新型]一种多波长移频激发的拉曼光谱测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密仪器与检测技术领域。

背景技术

拉曼光谱技术具有检测速度快、无损检测等突出优点，是一种进行分子结构研究的强有力工具，广泛应用于食品安全、生物医学、公共安全等领域。然而，大多数食品、药品、毒品的拉曼光谱检测过程中常伴有强荧光干扰。对于强荧光样品，荧光会淹没拉曼信号，荧光的存在严重影响拉曼光谱特征峰的识别，因此进行拉曼光谱检测过程中的荧光抑制是非常有必要的。另外，CCD等探测器本身的噪声和暗电流对一些弱的拉曼峰的识别也产生严重的干扰。

目前，抑制荧光干扰的方法有时间分辨拉曼光谱法(Matousek P,Towrie M,Stanley A,et al.Efficient rejection of fluorescence from Raman spectra using picosecond Kerr gating[J].Applied Spectroscopy,1999,53(12):1485-1489)、频域滤波法(Mosier-Boss P A,Lieberman S H,Newbery R.Fluorescence rejection in Raman spectroscopy by shifted-spectra,edge detection,and FFT filtering techniques[J].Applied spectroscopy,1995,49(5):630-638)、多项式拟合法(Zhao J,Lui H,McLean D I,et al.Automated autofluorescence background subtraction algorithm for biomedical Raman spectroscopy[J].Applied spectroscopy,2007,61(11):1225-1232)、小波变换法(Bertinetto C G,Vuorinen T.Automatic baseline recognition for the correction of large sets of spectra using continuous wavelet transform and iterative fitting[J].Applied spectroscopy,2014,68(2):155-164)等。荧光背景的多样性经常导致上述方法的失效，而移频激发法(Shreve A P,Cherepy N J,Mathies R A.Effective rejection of fluorescence interference in Raman spectroscopy using a shifted excitation difference technique[J].Applied spectroscopy,1992,46(4): 707-711)一般采用两波长相近的激发光源对样品进行检测，由于激发波长的微小改变对荧光影响很小，宽频带的荧光背景几乎保持不变，而拉曼信号将整体发生轻微移动。因此，只要将两原始光谱归一化后相减得到拉曼差分光谱，在拉曼差分光谱中荧光背景相互抵消，仅保留拉曼信号，有效地抑制了荧光干扰。但是拉曼差分光谱不是真正的拉曼光谱，需要通过算法处理才能复原出样品真正的拉曼光谱。

保证激发光源波长的稳定性是移频激发法的关键性因素。目前移频激发法的激发光源通常采用可调谐激光器来获得双波长或多波长激光。可调谐激光器一般采用电流控制技术、温度控制技术或机械控制技术。电流或者温度可调谐的激光器产生的激光波长不稳定，需要额外的装置进行持续波长监测以保证输出波长的稳定性。机械可调谐激光器装置存在可移动的部件，不适合集成到便携式拉曼光谱系统中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多波长移频激发的拉曼光谱测量系统，有效抑制荧光的干扰，实现强荧光背景的拉曼光谱检测。

本实用新型的技术方案如下：

一种多波长移频激发的拉曼光谱测量系统，其特征在于：包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、第三激光器(3)、第一激光器控制模块(4)、第二激光器控制模块(5)、第三激光器控制模块(6)、光纤光开关(7)、拉曼探头(8)、样品池(10)、光栅分光模块(11)、光谱数据采集模块(12)、算法处理模块(13)；

其中第一激光器(1)、第二激光器(2)和第三激光器(3)分别包含一激光发射源、一热敏电阻温度传感器、一半导体制冷器、一光电探测器；