[发明专利]基于数字微镜元件的微型固化拉曼光谱仪

摘要

本发明属于光谱分析仪器技术领域，为提供一种微型固化拉曼光谱仪，降低拉曼光谱仪的制造成本；增大狭缝处的光通量，提高信噪比，突破信噪比和光谱分辨率之间的相互限制；实现微型固化，提高稳定性，为此，本发明采取的技术方案是，基于数字微镜元件的微型固化拉曼光谱仪，由拉曼散射采集模块、分光检测模块和计算机三部分构成，拉曼散射采集模块为前向散射方式并包括：连续激光器(1)，第一滤光片(2)，第一会聚透镜(3)，第二会聚透镜(4)，柱面会聚透镜(5)，样品池(6)，第三会聚透镜(7)，二向色镜(8)，第二滤光片(9)，平面反射镜(10)。本发明主要应用于光谱分析。

主权项

一种基于数字微镜元件的微型固化拉曼光谱仪，其特征是，由拉曼散射采集模块、分光检测模块和计算机三部分构成，拉曼散射采集模块为前向散射方式并包括：连续激光器(1)，第一滤光片(2)，第一会聚透镜(3)，第二会聚透镜(4)，柱面会聚透镜(5)，样品池(6)，第三会聚透镜(7)，二向色镜(8)，第二滤光片(9)，平面反射镜(10)；分光检测模块包括：狭缝(11)，准直透镜(12)，衍射光栅(13)，第四会聚透镜(14)，数字微镜元件(DMD)(15)，数字微镜元件控制器(16)，第五会聚透镜(17)，单点式探测器(18)，放大器(19)，模数转换器(ADC)(20)；由连续激光器(1)产生高功率、窄线宽的激发光束；第一滤光片(2)滤除连续激光器(1)本身的杂散光；第一会聚透镜(3)，第二会聚透镜(4)组合调节激发光束的直径，与狭缝(11)高度相匹配；柱面会聚透镜(5)将圆状激发光束会聚成线状光束，与线状狭缝(11)相匹配，实现虚拟狭缝的设置，提高狭缝(11)处拉曼散射光束的光通量；样品池(6)放置待测样品，收集前向散射光束；第三会聚透镜(7)将样品池(6)处的线状入射光斑成像在狭缝(11)处，样品池(6)和狭缝(11)呈物像共轭关系；二向色镜(8)让激发光束透射通过，并反射转折拉曼散射光束光路；第二滤光片(9)滤除夹杂在拉曼散射光束中的激发光束；平面反射镜(10)转折拉曼散射光束光路；狭缝(11)限制拉曼散射光束通过，影响光谱分辨率，较窄的宽度，对应较高的分辨率；准直透镜(12)对通过狭缝(11)的拉曼散射光束进行准直；衍射光栅(13)通过衍射作用对拉曼散射光束进行分光；第四会聚透镜(14)将经过衍射光栅(13)分光的拉曼散射光束按不同波长入射到数字微镜元件(DMD)(15)微镜面的不同位置；数字微镜元件(DMD)(15)对已分光的拉曼散射光束进行谱面分割；数字微镜元件控制器(16)通过阿达玛变换算法控制数字微镜元件(DMD)(15)；会聚透镜(17)将数字微镜元件(DMD)(15)的微镜面成像在单点式探测器(18)的探测面上，数字微镜元件(DMD)(15)和单点式探测器(18)呈物像共轭关系；单点式探测器(18)将拉曼散射光信号转换成电信号；放大器(19)将电信号放大由模数转换器(ADC)(20)将模拟电信号转换成数字信号并输出到计算机进行数据处理。