[发明专利]超微量Raman-Stokes散射光传感器

权利要求书

1.超微量Raman-Stokes散射光传感器，包括：散射光传感器本体和狭缝窗口和滤光镜，所述散射光传感器本体上安装有聚光罩和检测窗口和发光器和控制电路和O-I光纤束；

所述发光器受所述控制电路的控制产生激发光，所述发光器包括变焦机构，由所述变焦机构在所述控制电路的控制下改变由所述激发光形成的光斑的大小，所述光斑照射到处于所述检测窗口外侧的被检测物质，由所述被检测物质产生散射光，所述散射光通过所述聚光罩汇聚到所述O-I光纤束的面状窗口，再由光纤编组方法依据所述面状窗口和所述狭缝窗口的位置对应关系汇聚到所述狭缝窗口输出；

所述滤光镜包括第一滤光镜和第二滤光镜；

所述第一滤光镜为带通滤光镜，安装在所述激发光到所述检测窗口的光路中，放行所述散射光中的中心频率光线，阻止所述散射光中的非中心频率光线通过；

所述第二滤光镜安装在所述O-I光纤束的所述狭缝窗口，按照过滤模式过滤所述散射光；

所述控制电路接受指令，控制所述发光器产生激发光的开启和停止和输出功率调节；

所述聚光罩包括内反射腔和由所述内反射腔形成包括第一焦点的第一焦平面和包括第二焦点的第二焦平面，并置所述第一焦平面于所述检测窗口的外测面，所述内反射腔执行将所述第一焦平面处由所述被检测物质发出的散射光汇聚到所述第二焦平面的步骤。

2.根据权利要求1所述的超微量Raman-Stokes散射光传感器，其特征在于：

所述内反射腔的形状由数学模型决定；

所述数学模型包括椭圆球形或椭圆槽形或复合抛物面圆桶形或复合抛物面槽形；

所述椭圆球形由椭圆线条绕长轴旋转一周而成的封闭的椭球形，在椭圆的两个焦点处垂直切割形成所述第一焦平面和所述第二焦平面，保留中间部分成为反射腔体；

所述椭圆槽形由椭圆线条沿椭圆面垂直平移宽度距离而成的椭圆槽形，在椭圆的两个焦点处垂直切割形成所述第一焦平面和所述第二焦平面，保留中间部分成为反射腔体；

所述复合抛物面圆桶形由复合抛物面线条沿轴向旋转一周而成，将所述复合抛物面的大口作为所述第一焦平面，将所述复合抛物面的小口作为所述第二焦平面；

所述复合抛物面槽形由复合抛物面线条沿所述复合抛物面垂直平移宽度距离而成，将所述复合抛物面的大口作为所述第一焦平面，将所述复合抛物面的小口作为所述第二焦平面；

所述反射腔体内壁磨光或镀反光膜，以反射所述散射光；

所述反射腔体包括开孔，用于所述发光器发出的激发光通过；

所述聚光罩由硬质材料制成，或在所述本体上加工而成。

3.根据权利要求1所述的超微量Raman-Stokes散射光传感器，其特征在于：

所述发光器包括激光器，在所述控制电路的控制下，产生包括可见光或红外光或紫外光特定波长的激发光；

所述发光器还包括光学元件，执行所述激发光在所述检测窗口形成所述光斑的步骤，所述光学元件具体包括支架和透镜和反射镜及其组合；

所述控制电路包括指令接口和处理器电路和驱动电路，以控制所述激光器工作；

所述指令接口接收所述指令，由所述处理器电路解析并驱动所述驱动电路，使得所述发光器工作的步骤；

所述指令包括通信协议，包括开启激发光和关闭激发光和改变激发光输出功率；和/或，

所述指令接口还包括输出控制指令控制后续光谱仪，改变所述后续光谱仪中感光器积分时间长短的步骤；和/或，

所述发光器具体还包括：

能够分时产生多路频率的所述激发光的单路多频激光器，或，

只能产生单路频率的所述激发光的单路单频激光器，

所述激发光的频率模式包括差分模式和异频模式，所述差分模式为两个频率之间相差小于1％，所述异频模式为两个频率之间相差大于10％；

所述控制电路还包括控制所述发光器工作于所述差分模式或异频模式的步骤。