[发明专利]一种双波长激光拉曼光谱检测方法

摘要

本发明公开了一种双波长激光拉曼光谱检测方法，该方法是在双波长激光拉曼光谱仪上实现的，该仪器主要包括主控制器、拉曼光谱仪、超连续谱激光器及双波长拉曼探头。该方法包括双波长拉曼信号获取与双波长拉曼信号处理两个步骤。本发明的有益效果是，将互补声光可调滤波器运用于双波长拉曼探头，并且采用超连续谱激光器及同一光谱仪，实现了源与后端的复用，可有效地实现双波长及连续多波长拉曼检测，为解决拉曼荧光干扰，提高拉曼检测效果提供了解决方案。

主权项

一种双波长激光拉曼光谱检测方法，该方法是在双波长激光拉曼光谱仪上实现的，所述的光谱仪主要包括主控制器(3)、拉曼光谱仪(1)、超连续谱激光器(2)及双波长拉曼探头(14)；其特征在于双波长激光拉曼检测方法包括以下步骤：1)双波长拉曼信号获取主控制器3发出控制指令启动射频控制器，设定AOTF互补窄通带滤波器的通带波长为λ1，AOTF互补窄带陷滤波器的陷带波长也为λ1；主控制器发出控制指令启动超连续谱激光器，超连续谱激光器发出的超连续谱激光通过发射光纤传输，经过发射扩束镜进行扩束后沿发射光轴行进，经过AOTF互补窄通带滤波器窄带滤波后波长变为λ1，透过多色镜，经会聚镜聚焦至目标测试点；目标测试点的拉曼回波信号沿发射光轴返回，透过会聚镜，经多色镜反射后，朝全反镜行进，再经全反镜反射后转向接收光轴，经AOTF互补窄带陷滤波器瑞利滤波，去除波长为λ1的发射回波成份后，余下的拉曼信号经光纤耦合镜会聚至接收光纤端面，然后进入接收光纤内部传输，再进入拉曼光谱仪，经过光栅分光，光电转换后的激发波长为λ1的拉曼光谱数据送入主控制器进行存储分析；主控制器发出控制指令启动射频控制器，设定AOTF互补窄通带滤波器的通带波长为λ2，AOTF互补窄带陷滤波器的陷带波长也为λ2；此时，超连续谱激光器发出的超连续谱激光通过发射光纤传输，经过发射扩束镜进行扩束后沿发射光轴行进，经过AOTF互补窄通带滤波器窄带滤波后波长变为λ2，透过多色镜，经会聚镜聚焦至目标测试点；目标测试点的拉曼回波信号沿发射光轴返回，透过会聚镜，经多色镜反射后，朝全反镜行进，再经全反镜反射后转向接收光轴，经AOTF互补窄带陷滤波器瑞利滤波，去除波长为λ2的发射回波成份后，余下的拉曼信号经光纤耦合镜会聚至接收光纤端面，然后进入接收光纤内部传输，再进入拉曼光谱仪，经过光栅分光，光电转换后的激发波长为λ2的拉曼光谱数据送入主控制器进行存储分析；2)双波长拉曼信号处理主控制器的分析软件程序对采集的双波长拉曼光谱数据按以下步骤进行分析：a.面积归一化将λ1的拉曼光谱数据与λ2的拉曼光谱数据按光谱曲线下面包围的面积进行归一化运算，得到λ1的归一化拉曼光谱数据与λ2的归一化拉曼光谱数据；b.差分运算将λ1的归一化拉曼光谱数据减去λ2的归一化拉曼光谱数据；消除荧光的干扰和影响，即消除曲线连续荧光基底部分；c.截断运算将差分以后的光谱数据沿λ2位置进行截断；d.反转运算将截断以后的光谱数据进行取反(反转)运算；e.取正运算将反转运算后的光谱数据进行取正运算，消除负光谱强度数据；f.拉曼频移转换将取正运算后的光谱数据的横坐标由波长λ转换为波数cm‑1，并与λ2对应的波长相减，得到拉曼频移。