[发明专利]一种小型化激光拉曼光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学设备，具体涉及拉曼光谱仪器设计及拉曼光谱测试技术领域，尤其涉及一种小型化，适宜野外现场作业的激光拉曼光谱仪。

背景技术

拉曼散射现象自1928年被发现以来，由于拉曼光谱具有信息丰富、谱峰带通较狭窄、拉曼位移与入射光频率无关、分析效率高和样品消耗少等优点而备受关注，国内外已相继设计、研发出多种拉曼光谱仪器，广泛应用于现代科学实验、生物医学、食品安全、油气勘探，环境监测，化学分析以及考古研究等众多领域中(胡晓红、周金池.拉曼光谱的应用及其进展，分析仪器，2011(6)，1-4)。随着激光技术、光电子材料、微电子、计算机技术等高科技的发展和众多前沿学科的相互交叉、融合,对拉曼光谱仪器的微型化、集成化、轻量化等性能提出了更高要求，使其具有更强的使用灵活性和环境适应性，以及更低的生产成本。

目前，适于实验室研究或专门用途的光谱仪由于体积庞大不便于携带，制约着其在航空航天等领域中的应用，而高昂的价格限制了其在众多民用领域的发展。常见的拉曼光谱仪结构中，光学元器件与仪器机械结构之间通常是调整好几何位置关系后采用胶粘的方式进行光学零件固定，能较好的适用于实验室环境，但对于有振动、冲击、高低温等恶劣工况下并不合适。CN 102313729 A(袁丁赵喜吴红彦纪军.一种便携式拉曼光谱仪，2012.01.11)的专利公开了一种带有显微镜光学系统的便携式拉曼光谱仪，可以实现样品表面的微米级分析，但没有电池系统，不适于野外作业分析场合；CN 202533371 U(白燕张幼文.深紫外激光拉曼光谱仪，2012.11.14)的专利公开了一种灵敏度高、照明点大、分辨率高、不损伤眼睛视力的深紫外激光拉曼光谱仪，能有效去除荧光干扰，但系统体积较大，不便于携带。

因此，有鉴于现有技术的不足，开发一款体积小巧、价格便宜、智能化分析水平高的拉曼光谱仪，适用于野外作业分析、现场在线检测等场合，推动光谱仪器向更广的领域发展，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型化激光拉曼光谱仪，以提高检测灵敏度和智能化水平。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种小型化激光拉曼光谱仪，包括半导体激光器、拉曼探头、色散系统、探测系统、信号分析处理系统以及显示与输出系统，半导体激光器发出一定波长的激光通过拉曼探头后照射到待测物体上，同时拉曼探头将拉曼散射信号收集到色散系统中，然后探测系统对色散系统输出的信号进行光电信号转换，信号分析处理系统将探测系统输出的信号分析处理形成光谱数据，光谱数据在显示屏上生成拉曼光谱并输出。

进一步，所述色散系统包括准直镜、光栅和聚焦镜，拉曼探头采集的拉曼散射信号依次经过准直镜、光栅和聚焦镜，然后进入到探测系统中。

进一步，所述色散系统还包括入射狭缝部件，拉曼探头收集到的拉曼信号经过入射狭缝部件进入到准直镜中。

进一步，所述聚焦镜设置于准直镜装调件上，聚焦镜镜片的焦距、聚焦镜镜片的俯仰角度和聚焦镜镜片的摆动角度通过聚焦镜装调件调节，所述聚焦镜装调件包括聚焦镜底板502和设置于聚焦镜底板上的聚焦镜装调架，所述聚焦镜装调架包括聚焦镜框架501、第一挠性调节板509和摆动调节板，所述第一挠性调节板设置于聚焦镜框架的底部且位于摆动调节板上；聚焦镜507放置在聚焦镜框架的内腔中，所述挠性调节板两侧各设一个摆动限位槽508，摆动限位槽设置于摆动调节板上；所述聚焦镜底板上设置有两个螺钉孔506，摆动限位槽的中心位置与螺钉孔的中心轴线重合；所述第一挠性调节板上设置有两个通孔，所述摆动调节板上设置有一个螺纹孔，该螺纹孔与其中一个通孔同轴设置；所述聚焦镜底板的两侧各设置一个第一行程限位槽503和导向槽504。