[发明专利]一种高分辨率探测气溶胶拉曼光谱信号的方法及装置

权利要求书

1.一种高分辨率探测气溶胶拉曼光谱信号的装置，其特征在于：包括光镊单元（1）、气溶胶样品室（2）、光阱调控单元（3）、纳米金球投送单元（4）和锁相放大探测单元（5）；

所述的光镊单元（1）用于在气溶胶样品室（2）中分别捕获待测气溶胶和纳米金球；

所述的光阱调控单元（3）用于调控光镊单元（1）中位置可移动光阱的位置和光阱前挡板的打开和关闭；

所述的纳米金球投送单元（4）用于向光镊单元（1）中位置固定光阱精准投送纳米金球，使得位置固定光阱捕获纳米金球；

所述的锁相放大探测单元（5）用于提升待测气溶胶的拉曼光谱信号信噪比并实现气溶胶的拉曼光谱信号探测。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的光阱调控单元包括声光调制器、压电驱动反射镜和挡板控制装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的纳米金球投送单元通过电场调控实现纳米金球精准调控。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的锁相放大探测单元是由锁相放大探测光路和光谱仪构成，锁相放大探测光路用于提升光谱仪探测气溶胶的拉曼光谱信号的信噪比。

5.一种高分辨率探测气溶胶拉曼光谱信号的方法，其特征在于，采用根据权利要求1-4任一项所述的高分辨率探测气溶胶拉曼光谱信号的装置，包括以下步骤：

1）首先打开光镊单元的激光器，在气溶胶样品室内分别形成一个位置固定光阱和一个位置可移动光阱；

2）利用光阱调控单元将步骤1）中形成的位置固定光阱前的挡板关闭，并将步骤1）中形成的位置可移动光阱前的挡板打开；

3）利用超声雾化器向气溶胶样品室喷入待测气溶胶；

4）步骤1）形成的位置可移动光阱捕获一个步骤3）喷入的待测气溶胶；

5）利用光阱调控单元将步骤1）中形成的位置固定光阱前的挡板打开；

6）利用纳米金球投送单元向步骤5）打开的位置固定光阱精准投送纳米金球，使得位置固定光阱中捕获纳米金球；

7）利用光阱调控单元操控步骤4）中位置可移动光阱捕获的待测气溶胶靠近并接触步骤6）中位置固定光阱捕获的纳米金球；

8）利用锁相放大探测单元探测待测气溶胶的拉曼光谱信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的位置固定光阱由声光调制器配合高数值孔径物镜形成；所述的位置可移动光阱由压电驱动反射镜配合所述的高数值孔径物镜形成。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的位置固定光阱中心和位置可移动光阱中心间的距离为0-20µm可调。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的气溶胶拉曼光谱信号的高分辨率探测是通过增强待测气溶胶拉曼光谱信号和提升气溶胶拉曼光谱信号信噪比共同实现的。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的位置固定光阱中捕获纳米金球的数量是根据待测气溶胶拉曼光谱信号增强效果调整的。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的位置可移动光阱捕获的待测气溶胶靠近并接触位置固定光阱捕获纳米金球的效果是通过光束分析仪中散射光强度分布来进行观测的。