[发明专利]固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备

说明书

本发明涉及一种固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备，包括激光发射单元、反射镜组、拉曼散射信号过滤单元及拉曼散射信号采集单元。激光发射单元用于获得功率调整后的激光，反射镜组用于将功率调整后的激光反射到样品表面，拉曼散射信号过滤单元用于将拉曼散射信号分成目标信号和背景噪音两股，并分别将两股信号的波长范围缩小，拉曼散射信号采集单元用于收集两股拉曼信号。与现有技术相比，本发明省去光栅分光，改用滤光片过滤目标波长信号范围，并采用光子计数或光电倍增管收集信号，大大提升了样品的拉曼信号强度，减少采集时间，实现快速成像。节省光栅等光学原件，造价比市场上现有拉曼产品大幅减低。

技术领域

本发明涉及一种拉曼成像设备，尤其是涉及一种固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备。

背景技术

中国专利CN107462566A公布了用于检测特定窄波数范围的拉曼光谱仪，该拉曼光谱仪包括激光发射设备、光谱采集设备、数据处理设备，所述激光发射设备用于获得功率调整后的激发光束，所述光谱采集设备用于使功率调整后的激发光束打到样品表面发生拉曼散射，并滤去定向瑞利散射光，得到定向拉曼散射光，并使定向拉曼散射被接收器接收，所述数据处理设备为与接收器连接的电脑设备，用于所获拉曼光谱的形成、分析及判断；所述的接收器为单光子探测器，定向拉曼散射光最终被单光子探测器接收。

如上述公开专利技术一样，在现有的定性或定量拉曼光谱技术中，通常使用某一波长的激光激发样品，拉曼散射信号通过光栅分光后，依照波长分布被探测器(通常为CCD或EMCCD)读取，从而生成拉曼光谱。现有的拉曼光谱技术可完整反应被测样品在不同波长的拉曼信号强度分布，但缺点在于随着光栅分光带来的拉曼信号减弱，以及随之产生的采谱和成像速度减慢。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备，包括：

拉曼散射信号过滤单元：用于使激光作用下样品产生的拉曼散射信号被波长过滤装置或设备选择性的过滤，

拉曼散射信号采集单元：用于接收通过拉曼散射信号过滤单元的拉曼散射信号，使用光子读取装置或设备作为探测器。

特别需要说明的是，本发明固定波长的拉曼散射快速采集和成像设备不使用光栅。

在本发明的一个实施方式中，拉曼散射信号过滤单元所用的波长过滤装置或设备为一个或多个滤光片。

在本发明的一个实施方式中，拉曼散射信号采集单元的光子读取装置或设备的探测器为一个或多个光子计数器或光电倍增管。

在本发明的一个实施方式中，所述拉曼散射信号过滤单元包括分束片、第一窄带滤光片、第二窄带滤光片，所述分束片用于使一部分拉曼信号穿透分束片后，经第一窄带滤光片过滤；剩余的拉曼信号被分束片反射后，经第二窄带滤光片后过滤。

在本发明的一个实施方式中，经第一窄带滤光片后过滤的拉曼散射信号被第一探测器读取，经第二窄带滤光片后过滤的拉曼散射信号被第二探测器读取。

在本发明的一个实施方式中，所述分束片为a:b分束片，a和b分别为光线透射过分束片和被分束片反射后的光强，a:b的比值大于0，小于1。

例如，所述分束片为10：90分束片，90％拉曼信号穿透分束片后，经第一窄带滤光片后被第一探测器读取，10％的拉曼信号被分束片反射后，经第二窄带滤光片后被第二探测器读取。

在本发明的一个实施方式中，所述分束片工作范围至少覆盖比激光器激发波长更长的任意100cm^-1波数的连续波长范围区间；