[发明专利]一种近海沉积物中微塑料的快速检测系统与方法

权利要求书

1.基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，该系统包括三维电动位移台、视觉光源单元、显微单元、可调谐激光器、拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪、荧光成像单元和数据采集与存储单元；

所述三维电动位移台上设置有样品台，所述样品台的上方依次设置有显微单元、非偏振分束立方和荧光成像单元，荧光成像单元与所述数据采集与存储单元相连接；

所述视觉光源单元，用于为检测系统提供照明，所述视觉光源单元产生的平行光入射到显微单元所观察的视域区域；

样品台上的被荧光标记的样品，其荧光信号经过显微单元、非偏振分束立方的透射，进入荧光成像单元中进行荧光成像，荧光成像单元将荧光图像传输至数据采集与存储单元进行存储，并在数据采集与存储单元中实现对样品中的微塑料进行定量分析；

可调谐激光器发射出的激光经扩束准直透镜组的扩束准直，二向色镜的反射，再经过非偏振分束立方反射到显微单元，激光聚焦在样品台上样品的表面，样品的表面后向散射出拉曼信号，拉曼信号经显微单元，非偏振分束立方的反射后，再经过二向色镜的透射进入汇聚透镜、耦合透镜，最终传输至拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪；可调谐激光器先后发射两个不同波长的激光，对样品点的拉曼光谱实现二次采集，在所述拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪中获取样品的拉曼光谱信息，拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪将拉曼光谱信息传输至数据采集与存储单元进行存储，并在数据采集与存储单元中得到样品纯净的拉曼光谱。

2.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述可调谐激光器为外腔可调谐激光器，所述可调谐激光器的输出波长分别为780nm和782nm。

3.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪中的第一拼接光栅、第二拼接光栅均包括n个子光栅，其中n≥2，每个子光栅的刻线方向和色散方向均相同，并且每个子光栅沿着拼接光栅的刻线方向依次排列；将n个不同刻线的子光栅拼接成一块拼接光栅。

4.根据权利要求3所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，拼接光栅型空间外差拉曼光谱仪中第一拼接光栅、第二拼接光栅均包括2个子光栅。

5.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述荧光成像单元包括第二小孔光阑、双胶合透镜、前截止滤光片和CCD探测器，

经过非偏振分束立方的透射的荧光信号，在所述荧光成像单元中，依次经过第二小孔光阑、双胶合透镜、前截止滤光片滤光后，最终在CCD探测器中进行荧光成像。

6.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述显微单元采用数值孔径为0.6，放大倍数为40倍的显微物镜进行显微成像。

7.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述三维电动位移台的计算精度为0.1μm。

8.根据权利要求1所述的基于空间外差差分拉曼光谱技术的近海沉积物中微塑料的快速检测系统，其特征在于，所述视觉光源单元包括视觉光源、汇聚准直透镜组和光束转向笼式立方；汇聚准直透镜组中设置有第一小孔光阑；

视觉光源发出的光束通过汇聚准直透镜组、第一小孔光阑后，然后以平行光束的形式经过光束转向笼式立方，使光束照在显微单元所观察的视域区域。