[实用新型]一种采用球面透镜的接触式拉曼光纤探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种拉曼光纤探头，尤其是一种采用球形透镜的接触式拉曼光纤探头。

背景技术

拉曼光谱检测技术是使用激光得到物质分子层面的光谱信息，通过数据库对比分析待测物质的成分和浓度的技术，在无损物性分析及鉴别上具有强大的能力。拉曼光谱检测已被广泛应用于食品安全、药品检验、毒品侦测、司法鉴定、珠宝鉴定和环境检测等领域。近年来随着实际应用需求的发展，采用拉曼光纤探头的便携拉曼光谱检测技术越来越为人们重视。便携拉曼光谱检测技术是将拉曼技术从实验室应用推向便携、现场应用的技术。它无需样品制备、无需待检隔离区和洁净室，可以轻松方便的在任何需要的场所实时进行物料鉴定。拉曼光纤探头是实现便携拉曼光谱检测技术的重要部件，其具有将激光照射到被测样品，并将被测样品发出的拉曼散射光传输至光谱仪的功能。

目前市场上的拉曼光纤探头，其基本结构如图1所示。激光通过一个非球面透镜11会聚到被测样品上，激发出样品的拉曼散射光。由样品发出的拉曼散射光再通过非球面透镜11被拉曼光纤探头收集起来，并传输至光谱仪进行分析。由于普通的非球面透镜的数值孔径较小，导致激光只能在一个较小的角度范围内激发样品的拉曼散射光，同时样品发出的拉曼散射光只能在较小的角度范围内被拉曼光纤探头收集到，这降低了可探测到的拉曼信号强度，不利于样品拉曼信号的分析。对于一些拉曼信号本身就很微弱的样品，采用这样的拉曼光纤探头难以探测到有效的拉曼光谱信号。

采用非球面透镜的拉曼光纤探头的另一个缺点是，检测中必须严格控制样品到探头的距离，只有当样品放置在非球面透镜的焦距处才能探测到样品最强的拉曼信号。这种对使用距离的严格要求降低了便携拉曼光谱检测技术的使用便利性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种采用球形透镜的接触式拉曼光纤探头，可增强被测样品的拉曼信号强度，并提高拉曼光纤探头的使用便利性。

根据本实用新型的一种采用球面透镜的接触式拉曼光纤探头，包括探头主体，所述探头主体包括：

准直透镜，所述准直透镜竖直设置；

带通滤光片，所述带通滤光片竖直地设在所述准直透镜的正左侧；

二向色片，所述二向色片倾斜45度地设在所述带通滤光片的正左侧；

球形透镜，所述球形透镜设在所述二向色片的正左侧；

反射镜，所述反射镜倾斜45度地设在所述二向色片的正下方；

长波通滤光片，所述长波通滤光片竖直地设在所述反射镜正右侧；

会聚透镜，所述会聚透镜竖直地设在所述长波通滤光片的正右侧。

有利地，所述探头主体还包括用于输入激光的第一光纤，所述第一光纤设在所述准直透镜的正右侧。

有利地，所述探头主体还包括用于输出拉曼散射光的第二光纤，所述第二光纤设在所述会聚透镜的正右侧。

有利地，所述球形透镜的数值孔径大于0.55mm。

有利地，所述球形透镜的后焦距小于0.5mm。

根据本实用新型的一种采用球面透镜的接触式拉曼光纤探头，该球形透镜具有较大的数值孔径(大于0.55mm)，并具有较短的后焦距(小于0.5毫米)，使得根据本实用新型的一种采用球面透镜的接触式拉曼光纤探头具有以下优点：

1、本实用新型的拉曼光纤探头在使用过程中，激光经过球形透镜照射到被测样品的表面，样品发出的拉曼散射光经过球形透镜被收集回拉曼光纤探头，并由光纤传输至光谱仪。由于球形透镜具有较大的数值孔径(大于0.55mm)，使得激光可以在较大的角度范围内激发样品的拉曼散射光，同时样品发出的拉曼散射光可以在较大的角度范围内被拉曼光纤探头收集到，从而增大了检测到的拉曼光谱信号强度。

2、本实用新型的拉曼光纤探头中的球形透镜具有较短的后焦距(小于0.5毫米)。在探头使用过程中可以不必严格控制探头端面到样品的距离，而是把探头端面与样品直接接触，即可测量到样品最强的拉曼光谱信号，提高了拉曼光纤探头的使用便利性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为已有技术中拉曼光纤探头的结构示意图；

图2为本实用新型的一种采用球形透镜的接触式拉曼光纤探头的结构示意图；