[实用新型]基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪

权利要求书

1.基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪，由拉曼光激发与收集模块和拉曼光谱分析模块组成；拉曼光谱分析模块包括：入射狭缝、第一凹面反射镜、第一光栅、第二凹面反射镜、电机、狭缝、成谱透镜、光电倍增管、计算机；其特征在于：从入射狭缝入射的拉曼光经第一凹面反射镜反射后准直后，拉曼光中的不同波长被第一光栅衍射至水平面上不同角度，再由第二凹面反射镜聚焦于焦平面上不同位置，其中，第一凹面反射镜、第一光栅、二凹面反射镜分别根据需要选取不同的角度和位置以达到最佳成谱效果，狭缝位于第二凹面反射镜的焦平面上，狭缝通过机械件固定于电机上通过逐点扫描电机的位置依次选取不同透过波长，成谱透镜将第二凹面反射镜焦平面上不同波长的焦点成像于光电倍增管感光面，计算机控制电机扫描和光电电倍增管采集数据。

2.根据权利要求1所述的基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪，其特征在于：第一凹面反射镜和第二凹面反射镜能够分别替换为第一透镜和第二透镜；从入射狭缝入射的拉曼光透射第一透镜准直后，拉曼光中的不同波长被第一光栅衍射至水平面上不同角度，再由第二透镜聚焦于焦平面上不同位置，其中，第一透镜平行于入射狭缝面，第一光栅、第二透镜分别能够根据需要选取不同的角度和位置以达到最佳成谱效果，狭缝位于第二透镜焦平面，通过逐点扫描电机的位置依次选取不同透过波长。

3.根据权利要求1或2所述的基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪，其特征在于：上述光谱仪通过狭缝、电机、成谱透镜、光电倍增管相配合的实施方式为其中的一种：Ⅰ.狭缝固定在电机上随电机在第二凹面反射镜或第二透镜焦平面上左右移动，成谱透镜、光电倍增管固定不动；Ⅱ.狭缝和成谱透镜固定在电机上随电机在第二凹面反射镜或第二透镜焦平面上左右移动，光电倍增管固定不动；Ⅲ.狭缝、成谱透镜、光电倍增管均固定在电机上，整体随电机在第二凹面反射镜或第二透镜焦平面上左右移动；Ⅳ.不设置成谱透镜，狭缝和光电倍增管保持适当距离，使得光电倍增管感光面上的光斑面积小于有效接收面积，狭缝和光电倍增管同时固定在电机上随电机在第二凹面反射镜或第二透镜焦平面上左右移动。

4.根据权利要求1或2所述的基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪，其特征在于：为实现快速获取样品中主要物质拉曼光谱的目的，加入一路快速光谱分析装置，包括：分光片、第二光栅、第三凹面反射镜、柱面凹透镜、柱面凸透镜、探测器；在第一光栅前拉曼光准直处插入分光片，分光片基本不改变透射部分光路，将一部分拉曼光反射至第二光栅，第二光栅将拉曼光中的不同波长衍射至水平面上不同角度，后被第三凹面反射镜聚焦于探测器感光面水平方向不同位置，探测器为CCD或CMOS，柱面凹透镜和柱面凸透镜在第三凹面反射镜和探测器之间，柱面凹透镜和柱面凸透镜各自相对于探测器的感光面偏转0-10°。

5.根据权利要求1或2所述的基于光电倍增管的高灵敏度拉曼光谱仪，其特征在于：对于固体、液体和高浓度气体检测，拉曼光激发与收集模块装置包括：第一激光器、第一激光聚焦透镜、第一小孔、第一带孔凹面反射镜、第一探测点、滤光片、第四凹面反射镜；第一激光器出射激光被第一激光聚焦透镜汇聚后透过第一带孔凹面反射镜中心第一小孔，聚焦于第一探测点，在第一探测点产生的拉曼光被第一带孔凹面反射镜反射后准直，由滤光片滤除散射激光后被第四凹面反射镜汇聚于入射狭缝，其中，滤光片为长波通或陷波滤光片，滤光片垂直于准直拉曼光；对于固体样品，第一探测点位于固体表面；对于气体或液体样品，第一探测点位于样品内部；对于气体样品，当拉曼光信号较弱时通过增加气压以实现增强拉曼光信号的效果；第一带孔凹面反射镜、第四凹面反射镜焦距分别为f1、f2,二者相对于滤光片偏角分别为θ1、θ2，则f1、f2、θ1、θ2之间需满足关系第一带孔凹面反射镜中心距离第一探测点x1＝f1/cos(θ1)，第四凹面反射镜中心距离入射狭缝x2＝f2/cos(θ2)。