[发明专利]一种空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构

权利要求书

1.一种空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于，包括：

前置成像系统：载物台、扩束器、激光器、准直透镜、聚焦透镜以及第一拉曼滤光片；

干涉仪，所述干涉仪位于所述前置成像系统的后方，所述干涉仪包括分束棱镜、两个楔形棱镜、两个闪耀光栅；

后置成像系统，所述后置成像系统位于所述干涉仪的下方，所述后置成像系统包括第二拉曼滤光片、非球面透镜、成像透镜组；

接收系统，所述接收系统位于所述后置成像系统的下方，所述接收系统包括面阵探测器；

所述载物台位于所述准直透镜的焦平面处用放置待检测物品且所述载物台用于沿着空间直角坐标系中的Y轴进行步进运动；

沿所述准直透镜出射光线方向放置所述聚焦透镜，所述聚焦透镜用于实现待检测物品上的任一点聚焦到所述闪耀光栅上的唯一一点；

沿所述聚焦透镜出射光线方向上放置所述第一拉曼滤光片，沿所述第一拉曼滤光片出射光线方向上放置所述分束棱镜，沿所述分束棱镜两出射光线方向上分别放置两个所述楔形棱镜，沿两个所述楔形棱镜出射光线方向上分别放置两个所述闪耀光栅，沿经所述分束棱镜返回光线方向放置所述第二拉曼滤光片，沿所述第二拉曼滤光片出射光线方向上放置所述非球面透镜，沿所述非球面透镜出射光线方向上放置所述成像透镜组且所述非球面透镜用于待检测物品的外差拉曼干涉光在空间直角坐标系中的Z轴方向上被压缩，最后沿着所述成像透镜组出射光线方向放置所述面阵探测器；

所述非球面透镜和所述成像透镜组用于将闪耀光栅任一点的光线聚焦到所述面阵探测器上的唯一一点，实现样品上任一点与所述面阵探测器上的唯一一点的一一对应关系。

2.如权利要求1所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述载物台步进运动的次数等于所述面阵探测器在空间直角坐标系中的X轴的像元数。

3.如权利要求2所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述载物台每一次步进运动的距离等于样品的一次拉曼测量面积在Y轴方向的长度除以所述面阵探测器在X轴方向上的像元数。

4.如权利要求3所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述激光器经所述扩束器照射待检测物品，所述激光器照射的光斑直径大于检测物品直径的两倍。

5.如权利要求4所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：当移动所述载物台使光谱仪以推扫形式扫描待检测物品时，待检测物品上任意一点经激光照射后反射或透射的光束经过所述准直透镜变成平行光束照射所述聚焦透镜，从所述聚焦透镜出射的光束照射所述第一拉曼滤光片，从所述第一拉曼滤光片出射的拉曼光束照射所述分束棱镜，经所述分束棱镜分成的两束拉曼光分别照射两个所述楔形棱镜，经两个所述楔形棱镜折射后的拉曼光自准直照射到两个所述闪耀光栅上，自准直照射两个所述闪耀光栅的拉曼光原路返回，再次经过两个所述楔形棱镜和所述分束棱镜后获得空间外差拉曼干涉光，空间外差拉曼干涉光照射到所述第二拉曼滤光片，从所述第二拉曼滤光片出射的空间外差拉曼干涉光照射至所述非球面透镜，从所述非球面透镜出射的空间外差拉曼干涉光照射至所述成像透镜组，从所述成像透镜组出射的空间外差拉曼干涉光最后由所述面阵探测器接收。

6.如权利要求1所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述准直透镜为消像差非球面透镜。

7.如权利要求1所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述聚焦透镜为消像差透镜。

8.如权利要求1所述的空间外差拉曼成像光谱仪的光路结构，其特征在于：所述非球面透镜为柱面透镜或抛物面透镜。