[实用新型]多通道手持拉曼光谱仪装置

说明书

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种多通道手持拉曼光谱仪装置，使用高分辨率成像光谱仪作为光谱探测系统，在成像光谱仪的入瞳处，安装分支光纤束的探测光纤公共端，分支光纤束的激发光纤公共端前安装激光器，分支光纤束的分离端用于在不同位置探测拉曼光谱，实现多通道手持拉曼光谱检测。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种多通道手持拉曼光谱仪装置。

背景技术

拉曼光谱被广泛用于分子级别的检测。除了在实验室以外，拉曼光谱现在广泛的应用到国计民生相关的领域。比如，在安检通道，海关使用拉曼光谱仪进行毒品等违禁品的检测；在食品检查部门，质检人员使用拉曼光谱仪开展农药残余的检测。然而，拉曼光谱仪还存在着如下问题：手持式拉曼光谱仪具有移动便捷的优点，但其光谱探测灵敏度相对较低，在实验室中的大型拉曼光谱仪，虽然其光谱探测灵敏度相对较高，但体积较大，成本较高。

在本专利中，我们提出一种多通道手持拉曼光谱仪装置，使用高通量高分辨率光谱仪以及分支光纤束，实现多通道手持拉曼光谱检测。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种多通道手持拉曼光谱仪装置，使用高分辨率成像光谱仪作为光谱探测系统，在成像光谱仪的入瞳处，安装分支光纤束的探测光纤公共端，分支光纤束的激发光纤公共端前安装激光器，分支光纤束的分离端用于在不同位置探测拉曼光谱，实现多通道手持拉曼光谱检测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括成像光谱仪、中继透镜、分支光纤束、激光器、带通滤光片、光学分光镜片模块、拉曼光谱滤光片，在成像光谱仪前安装有分支光纤束的探测光纤公共端和中继透镜，成像光谱仪的狭缝前安装中继透镜，中继透镜前安装分支光纤束的探测光纤公共端，探测光纤公共端中有k×N根光纤，k和N均为大于等于1的整数，在中继透镜两侧，狭缝和分支光纤束的探测光纤公共端呈光学共轭关系，分支光纤束的激发光纤公共端内有N根光纤，激光器前安装带通滤光片，滤除激光器内部的杂散波长，通过光学分光镜片模块，将激光器的光分为N份，分别聚焦到N根激发光纤公共端的光纤中，在分支光纤束的分离端，分出N个手持拉曼光谱探头，每个手持拉曼光谱探头中有k根探测光纤和1根激发光纤，上述k+1根光纤的光纤端面平行，在光纤端面前安装消色差透镜，激发光纤发出的激发光，通过消色差透镜后，聚焦在检测样品上，激发样品的拉曼光谱，拉曼光谱的发射角度为4π空间角，部分光通过消色差透镜后，被k根探测光纤收集，并由光纤传输到分支光纤束的探测光纤公共端，再经过中继透镜后，进入成像光谱仪，在成像光谱仪的内部安装拉曼光谱滤光片，滤除剩余的激发光波长，实现拉曼光谱的检测。

所述成像光谱仪，包含狭缝、拉曼滤光片、准直透镜、透射光栅、聚焦透镜和面阵相机，分支光纤束的探测光纤公共端发出的光线，通过中继透镜后，聚焦到狭缝处，透过狭缝后，光线经过拉曼滤光片滤除激发光波长，透过拉曼光波长，再经过准直透镜准直，并通过透射光栅发生衍射，衍射光经过聚焦透镜后聚焦在面阵相机的感光面上。

所述分支光纤束，包含k×N根探测光纤和N根激发光纤，在分支光纤束的探测光纤公共端，k×N根探测光纤并排排列，在分支光纤束的激发光纤公共端内有N根光纤，N个激发光纤并排排列，激光器发出的N个光束，分别聚焦到N根光纤中，传输到分离端，在分支光纤束的分离端，有N个手持拉曼光谱探头，在第i个手持拉曼光谱探头中，第i根激发光纤作为手持拉曼光谱探头中的激发光光纤，第（i-1）×k+1到第i×k根探测光纤组成一个手持拉曼光谱探头中的探测光纤，i是取值范围1到N的整数，激发光纤位于中间，探测光纤围绕在周围，每个手持拉曼光谱探头内部，在光纤端面前，均放置消色差透镜。

所述手持拉曼光谱探头，是由1根激发光纤与k根探测光纤以及1个消色差透镜组成，k+1根光纤的端面平行，落在消色差透镜的1倍焦距以外位置，激发光纤的中轴线与消色差透镜的中轴线重合，k根探测光纤围绕在激发光纤四周，所有的探测光纤的端面圆心与激发光纤的端面圆心的距离相等。