[发明专利]一种基于拉曼光谱的便携式微量毒品和爆炸物检测仪

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱的便携式微量毒品和爆炸物检测仪，其特征在于：包括检测光路(1000)、制冷模块(2000)、控制模块(3000)、显示交互模块(4000)、电源模块(5000)和表面增强拉曼基底(6000)；其中，所述检测光路(1000)包括：

近红外光源装置(1100)，用于提供拉曼散射所需要的光源；

激发收集光路(1200)，用于将近红外光源装置发出的光线入射到样品并收集样品所散射的拉曼散射光；

分光光路(1300)，用于对激发收集光路所收集到的光线进行分光，从而得到样品的拉曼散射光谱；

所述制冷模块(2000)用于对检测光路(1000)中近红外光源装置(1100)以及分光光路(1300)中的线阵CCD图像传感器(1305)进行制冷，消除器件自身产热对测量结果的影响；

所述控制模块(3000)包括：

CCD驱动模块(3002)，用于对CCD图像传感器(1305)进行驱动控制并配合记录拉曼光谱数据，同时与处理器(3001)直接连接，将获得的拉曼光谱数据传输给处理器(3001)；

处理器(3001)，用于将获得的拉曼光谱数据进行噪声消除和基线校正后得到样品的拉曼散射光谱，然后通过高清多媒体接口发送器(3005)将拉曼光谱数据显示到显示交互模块(4000)；

所述显示交互模块(4000)通过USB串行通信总线与处理器(3001)交互，根据用户需求，处理器(3001)对仪器进行控制，实现整个仪器与用户的交互。

2.根据权利要求1所述的基于拉曼光谱的便携式微量毒品和爆炸物检测仪，其特征在于，所述检测光路(1000)中，所述近红外光源装置(1100)包括：半导体激光器(1101)、集成TEC制冷模块(1102)和光源驱动模块(1103)，能够产生高稳定性高单色性的785nm激光，选用785nm波长能够便于抑制样品荧光；

所述激发收集光路(1200)包括用于光源准直的准直透镜(1201)；用于保证入射光单色性的窄带通滤光片(1202)；长波通二向色镜(1203)，具有介质多层膜，能够实现在45度入射角的情况下，对近红外光源装置产生的785nm激光反射而对样品散射的光线透射；聚焦采集透镜(1204)，将入射光聚焦到样品上同时将样品产生的散射光进行汇聚；高通滤光片(1205)，对聚焦采集透镜(1204)采集到的光线进行滤光，包括环境光、荧光、瑞利散射；汇聚透镜(1206)：将滤光后的光线进行汇聚，使得足够光强的光线进入分光光路(1300)。当出现需要对液体进行拉曼光采集时，可以通过在聚焦采集透镜(1204)后添加样品液池(1207)和反射镜(1208)实现对液体样品的测量；

所述分光光路(1300)包括狭缝(1301)，分光光路的光线入口；凹面准直反射镜(1302)，用于对入射光进行准直，使得光线能够平行的入射到平面刻划衍射光栅(1303)表面，光栅分光后的光线经过凹面聚焦反射镜(1304)，进行聚焦，最终成像到线阵CCD图像传感器(1305)，同时所述的凹面准直反射镜(1302)和凹面聚焦反射镜(1304)采用保护银膜，对于近红外波段具有95％以上的反射效率，减小光线在分光光路中的损耗。

3.根据权利要求2所述的基于拉曼光谱的便携式微量毒品和爆炸物检测仪，其特征在于，所述的分光光路(1300)采用改良的交叉式Czerny-Turner结构，其中采用的平面刻划衍射光栅(1303)选用1200线/毫米，闪耀波长为750nm的光栅，同时在光栅衍射级次的选择上，选择一级衍射，得到对应的衍射角，通过调整入射角，在能够有效对近红外波段的拉曼散射光进行分光的同时有效消除零级衍射的影响。

4.根据权利要求2所述的基于拉曼光谱的便携式微量毒品和爆炸物检测仪，其特征在于，所述的狭缝(1301)用于限制进入分光光路的光线入瞳孔径，可以通过更换尺寸调整进入分光光路的光线强度，包括25um和50um圆形孔径狭缝。