[发明专利]匀场拉曼检测装置

说明书

匀场拉曼检测装置，本发明主要涉及一种基于微透镜阵列的拉曼检测装置，包括平行单色激光光源、微透镜光束变换组件、定位装置和后向拉曼光谱接收系统；其中平行单色激光光源所发出的激光，经过微透镜光束变换组件后，在定位装置所确定的平面上形成均匀光场，然后激发检测区域内样品的拉曼光谱，后向激发的拉曼光信号经所述微透镜光束变换组件变换为平行光进入所述后向拉曼光谱接收系统进行检测，最终实现对样品一定面积的同时均匀拉曼检测。本发明主要为了解决现有拉曼激发光照射在样品点上能量密度较高的难题。采用本发明的技术方案能够实现对样品的均匀拉曼检测，减少对样品的可能损伤，并且可以实现较大面积的同时检测。

技术领域

本发明涉及拉曼光谱激发和检测领域，尤其涉及一种基于微透镜阵列光束变换的可同时对样品一定面积进行均匀激发和检测的拉曼检测装置。

背景技术

传统拉曼检测均为聚焦检测，也就是需要把激发光聚焦在一点，只对该点的拉曼特征进行收集。对于一些应用这是非常方便的，比如需要对天然宝石中的胞体进行研究。但在很多时候，高聚焦也带来了其它的问题。比如：对样品的灼烧。此外，对于一些非均匀样品的分析，高聚焦很可能导致对检测谱图代表性不足的质疑。为了实现对一定范围的拉曼实现检测，在先技术1（CN20171144267），通过运动器件改变拉曼激发位置的方法实施，但该方法受运动器限制，检测范围和速度受限，运动部件增大了设备的功耗和故障风险；在先技术2（CN201621343446）采用反射腔测量的方式，由于多次反射的损耗在实现大面积拉曼检测的同时也会增加损耗，在先技术3（CN201710104524），基于微透镜阵列的多焦点拉曼检测装置，采用微透镜对激发光进行分光束，使用微透镜将样品不同区域拉曼信号耦合到光纤中，通过光纤将光束整形为一列，由光谱仪对不同光纤进行采集，然后通过叠加实现选择性检测或高速检测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新的技术方案，该方案通过微透镜光束变换组件将高强度的平行激发光束变换为均匀光场，然后激发检测区域内样品的拉曼光谱，实现对样品一定面积的同时均匀拉曼检测。

本发明提供一种匀场拉曼检测装置，包括平行单色激光光源、微透镜光束变换组件、定位装置和后向拉曼光谱接收系统；其特征在于，所述平行单色激光光源所发出的激光，经过微透镜光束变换组件后，在定位装置所确定的平面上形成均匀光场，然后激发检测区域内样品的拉曼光谱，后向激发的拉曼光信号经所述微透镜光束变换组件变换为平行光进入所述后向拉曼光谱接收系统进行检测，最终实现对样品一定面积的同时均匀拉曼检测。

进一步的，所述微透镜光束变换组件由微透镜阵列或微透镜阵列组和聚焦透镜构成，微透镜阵列由规律排布或随机排布的微透镜组成。

进一步的，所述微透镜光束变换组件等效前焦点与检测面不构成物像共轭关系，当不考虑激发光源干涉情况下平行光经过微透镜后，在微透镜光束变换组件等效后焦平面将形成均匀能量分布，考虑干涉情况下，后焦平面可能形成能量相同的聚焦光斑阵列。

进一步的，所述定位装置限定样品待测平面位于所述微透镜光束变换组件聚焦透镜的后焦面，限定方式包括为物理接触或测距。