[发明专利]一种空间外差拉曼光谱仪光路结构

说明书

本发明提供一种空间外差拉曼光谱仪光路结构，包括准直透镜、拉曼滤光片、短波通滤光片、干涉仪组件、成像透镜组、面阵探测器。所述干涉仪组件包括一个分束镜、两个棱镜和两个光栅，在所述干涉仪组件的两臂分别对称放置一个所述棱镜和所述光栅，两块所述光栅呈一定角度。所述干涉仪组件中的所述光栅是由n个子光栅构成，其中n≥2。n个所述子光栅可以制作成不同的刻线密度。本发明光路与n等于1的结构相比，可具有n倍的拉曼光谱测量波段范围。本发明光路中无运动部件，有效避免了传统傅立叶变换拉曼光谱仪测量效率和光谱分辨率低的问题，可实现不同波段范围的拉曼光谱的高分辨率测量，而且具有较好的视场展宽能力。

技术领域

本发明涉及光栅光谱仪领域，尤其涉及一种空间外差拉曼光谱仪光路结构。

背景技术

拉曼光谱仪通过对被测物的拉曼光谱进行测量，实现对各种分子结构及物质种类鉴别,具有检测范围广、实时性和非侵入性等优点。

傅立叶变换拉曼光谱仪利用迈克耳逊干涉仪产生干涉谱图进而获得拉曼光谱。迈克耳逊干涉仪的光路主要由分束镜和两个平面反射镜组成，其中一个平面反射镜静止不动，另一个平面反射镜前后不断运动，从而形成干涉光程差。由于在光路中一般存在运动部件，导致不能在同一时刻完成全谱段拉曼光谱的测量，而且由于其核心光路采用了迈克耳逊干涉仪结构，导致傅立叶变换拉曼光谱仪存在测量效率低、仪器结构不紧凑、仪器视场展宽能力有限等问题。

为了克服上述缺点，设计一种新的基于空间外差技术的傅立叶变换拉曼光谱仪光路结构。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了提供一种结构紧凑、无运动部件、仪器视场展宽能力强、光谱分辨率高的空间外差拉曼光谱仪光路结构。

本发明实施例中提供一种空间外差拉曼光谱仪光路结构，其包括：准直透镜、干涉仪组件、成像镜组以及面阵探测器，所述准直透镜位于所述干涉仪组件的前方，所述成像镜组位于所述干涉仪组件的下方，所述面阵探测器位于所述成像镜组的下方；所述干涉仪组件包括一个分束镜、两个棱镜和两个光栅，两个所述光栅分别位于所述分束镜的上方、后方，所述棱镜位于所述分束镜与所述光栅之间，所述光栅包括n个子光栅，其中n≥2，每个所述子光栅的刻线方向和色散方向均相同，且每个所述子光栅沿着所述光栅的刻线方向依次排列；一激光器发出的激光打在一被测物体上后，由激光和被测物体相互作用产生的光束经过所述准直透镜准直后，变成平行光进入所述干涉仪组件，进入所述干涉仪组件的光束经过所述分束镜后，光束被分成互相垂直的两束平行光，并分别经过两个所述棱镜并入射至两个所述光栅表面，经过所述光栅衍射后，再依次通过所述棱镜，所述分束镜合束后，入射至所述成像镜组，再由所述面阵探测器对射入所述成像镜组的外差干涉光进行探测。

可选地，还包括两个拉曼滤光片、短波通滤光片，两个所述拉曼滤光片位于所述准直透镜的后方且位于所述分束镜的前方，所述短波通滤光片位于两个所述拉曼滤光片之间。

可选地，当两个所述光栅在同一波长下的拉曼光入射角度相同时，两个所述光栅相互对应区域的所述子光栅的刻线密度完全相同。

可选地，当两个所述光栅在同一波长下的拉曼光入射角度不同，两个所述光栅相互对应区域的所述子光栅的刻线密度不同。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1、采用了两个所述光栅产生外差干涉作用来实现傅立叶变换型拉曼光谱测量，从而避免了传统傅立叶变换拉曼光谱仪中存在运动部件导致的测量效率低、光谱分辨率低和视场展宽角度小的问题。

2、本发明光路与n等于1的情况相比具有n倍的拉曼光谱测量波段范围，从而有效解决了拉曼光谱测量分辨率和测量波段范围之间的矛盾。

3、本发明光路与n等于1的情况相比，可实现n个相互独立的拉曼波段的高分辨测量。

附图说明