[发明专利]一种消除拉曼散射背景干扰的装置及方法

权利要求书

1.一种消除干扰拉曼散射测量方法，其特征在于，采用的测量系统包括双脉冲激光器、半波片、聚焦透镜、光信号收集装置、单色仪、双帧曝光ICCD相机、光强度采集器以及计算机终端；

双脉冲激光器发出的具有时间间隔且偏振方向相互垂直的两束脉冲激光，两束脉冲激光依次经过半波片和聚焦透镜聚焦到探测区域，两束脉冲激光在探测区域均会产生一部分透过探测区域的透射脉冲激光以及经探测区域散射的散射脉冲激光；

所述透射脉冲激光的光路上设置光强度采集器；

所述散射脉冲激光的光路上设置光信号收集装置，光信号收集装置通过单色仪与双帧曝光ICCD相机连接；单色仪狭缝处设置有光谱滤光片，用于过滤瑞利散射和米散射的干扰；

双帧曝光ICCD相机与计算机终端电连接；

双帧曝光ICCD相机具有双帧曝光模式用于探测两束脉冲激光对应散射光信号强度；双脉冲激光器发出的两束脉冲激光的时间间隔与双帧曝光ICCD相机双帧曝光模式时间间隔相等；所述双脉冲激光器采用双脉冲YAG激光器，且脉冲激光时间间隔为500纳秒至10微秒可调；两束脉冲激光的时间间隔由双脉冲激光器的内部时钟调节；

利用上述测量系统，具体的执行步骤如下：

【1】脉冲激光的偏振设置；

双脉冲激光器依次发出第一脉冲激光和第二脉冲激光，半波片将第一脉冲激光调制成垂直偏振状态，使第二脉冲激光调制成水平偏振状态；

其中，第一脉冲激光和第二脉冲激光为两个独立的线偏振脉冲激光，且两束脉冲激光的偏振态相互垂直；

【2】获取两束脉冲激光相对强度；

光强度采集器采集透过探测区域后的两束透射脉冲激光作为脉冲强度信号，并计算出两束脉冲激光的相对强度比P_T/P_B；

其中，第一脉冲激光的强度为P_B，第二脉冲激光的强度为P_T；

【3】同步设置；

设置双帧曝光ICCD相机的曝光时间间隔与两束脉冲激光的时间间隔同步；其中第一帧曝光时间与第一脉冲激光同步，第二帧曝光时间与第二脉冲激光同步；

【4】获取第一脉冲激光激励产生的散射光信号强度和第二脉冲激光激励产生的散射光信号强度；

光信号收集装置依次对探测区域部分的第一脉冲激光和第二脉冲激光激励产生的散射光信号进行收集并以探测点成像方式通过光谱滤光片后被单色仪接收，单色仪分别对第一脉冲激光和第二脉冲激光激励的散射信号分光后由双帧曝光ICCD相机探测；

其中，第一脉冲激光激励产生散射光信号强度为I_T，其为包含背景干扰的总强度；第二脉冲激光激励产生散射光信号强度为I_B，其为背景干扰的强度；

【5】计算机接收步骤【2】以及步骤【4】的结果计算消除背景干扰的拉曼散射信号强度，具体公式如下：

其中，I表示消除背景后的拉曼散射信号强度。

2.根据权利要求1所述的消除干扰拉曼散射测量方法，其特征在于：单色仪波长设置与所探测组分拉曼光谱的波长相匹配。