[发明专利]一种光催化原位拉曼光谱测量系统

权利要求书

1.一种背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：包括拉曼激光器（1）、窄带滤光片（2）、带阻滤光片（3）、分光镜（4）、物镜（5）、光催化光源（6）、光催化反应器（7）、聚焦透镜（8）和光谱仪（9）；

所述拉曼激光器（1）、窄带滤光片（2）、带阻滤光片（3）、分光镜（4）、物镜（5）、光催化反应器（7）在拉曼激发光的入射光路上依次设置，所述带阻滤光片（3）为反射型长通滤光片或陷波滤波片，用于滤除瑞利散射及反射的拉曼激发光和残余的光催化光；所述分光镜（4）为二向色分束镜或半透半反分光镜；带阻滤光片（3）将经窄带滤光片（2）透射的激光反射至分光镜（4），分光镜（4）设置在拉曼激发光的透射光路上用于将拉曼激发光和所述光催化光源（6）的光束进行和束并沿所述物镜（5）的光轴导入物镜（5），物镜（5）用于将拉曼激发光和光催化光源（6）的光束聚焦于光催化反应器（7）中的样品表面；拉曼激发光在带阻滤光片（3）上的入射角小于5度，分光镜（4）以与拉曼激发光入射光路的光轴呈40～50度夹角的方式设置在拉曼激发光的透射光路上，光催化光源（6）以光束光轴与分光镜（4）呈40～50度夹角方式设置于分光镜（4）另一侧；

光催化反应器（7）中样品的背散射拉曼信号、瑞利散射光以及反射的激发光和光催化光由物镜（5）收集，瑞利散射光、反射的激发光和光催化光经过所述分光镜（4）和所述带阻滤光片（3）被滤除，拉曼信号光依次经过分光镜（4）、带阻滤光片（3）透射，所述聚焦透镜（8）设置于带阻滤光片（3）的透射光路上，聚焦透镜（8）用于将拉曼信号光会聚于光谱仪（9）入口；

拉曼激光器（1）产生的激发光为窄线宽激光，所述窄带滤光片（2）的中心波长与拉曼激发光波长相同，用于滤除非激光频率的杂散光；

光催化光源（6）光束为非平行光，经分光镜（4）反射与拉曼激发光和束并同路传输；光催化反应器（7）的样品置于拉曼激发光的焦平面上，光催化光束与拉曼激发光束重合。

2.如权利要求1所述的背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：

所述分光镜（4）以与拉曼激发光入射光路的光轴呈45度夹角的方式设置在拉曼激发光的透射光路上；

所述光催化光源（6）以光束光轴与分光镜（4）呈45度夹角方式设置于分光镜（4）另一侧。

3.如权利要求1所述的背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：

在二向色分束镜或半透半反分光镜之后设置补偿片用于校正色散和其他光学效应从而优化光路。

4.如权利要求1所述的背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：在拉曼激发光的入射光路或收集光路上设置有全反射镜或者全反射镜组，用于改变光路传播方向以优化光路布置从而便于实际实施及适配各种反应器。

5.如权利要求4所述的背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：在所述拉曼激光器（1）和窄带滤光片（2）之间设置全反射镜或者全反射镜组；或者在所述窄带滤光片（2）和带阻滤光片（3）之间设置全反射镜或者全反射镜组；或者在所述带阻滤光片（3）和分光镜（4）之间设置全反射镜或者全反射镜组；或者在所述分光镜（4）和物镜（5）之间设置全反射镜或者全反射镜组；或者在所述带阻滤光片（3）和聚焦透镜（8）之间设置全反射镜或者全反射镜组；或者在所述带阻滤光片（3）和第二聚焦透镜（10）之间设置全反射镜或者全反射镜组。

6.如权利要求1所述的背散射式光催化原位拉曼光谱测量系统，其特征在于：所述光谱仪（9）入口处安装了可调机械狭缝或者精密针孔，用于进一步阻挡杂散光的干扰。