[实用新型]拉曼光谱检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种拉曼光谱检测系统。

背景技术

光照射到物质上时会发生散射。在发生散射时，大部分散射光的波长并不发生变化，这种波长不发生变化的散射称为瑞利散射；少部分散射光的波长会增大或减小，这种波长发生变化的散射称作拉曼散射，其对应的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱属于分子的振动光谱，通过检测物质的拉曼光谱可以知道被检物是哪种物质或者含有哪种成分，因此，拉曼光谱可以作为识别物质的“指纹”。由此拉曼光谱可以在医药、食品安全、文物宝石鉴定、安全检查等领域都有重要应用。同时，随着拉曼光谱在这些领域的应用日益广泛，亟需一种能进行现场快速检测的拉曼光谱仪，以适应各种应用场合的不同环境。

但是，用于激发物质产生拉曼散射的激光的特性如频率和功率等会随着环境温度的变化以及使用时间的增加而发生变化，从而使得测得的拉曼光谱也会随之变化。此外，对于经常移动的拉曼光谱仪，在运输和使用的过程中可能因为震动等原因导致系统的光路结构等发生变化，从而使得激发拉曼光的激发效率和信号收集效率都发生变化，从而可能导致系统在不同时间和环境下测量同一个样品时的拉曼光谱发生变化。科研用的拉曼光谱仪大多采用频率和功率稳定的激光器作为激发光源，并对使用环境等要求较为严格。但频率和功率稳定的激光器价格昂贵，不利于拉曼光谱仪的推广和普及。即使频率和功率稳定的激光器，经过一段时间的使用后，其功率也会有所衰减，从而导致测量结果不确定。

实用新型内容

因此本公开的目的在于，提供一种拉曼光谱检测系统和方法，该拉曼光谱检测系统和方法用于消除由于环境因素、关键器件变化导致的系统性能的变化对测得的拉曼光谱产生的影响，从而提高物质识别的准确率。

根据本公开的一个方面，提供了一种拉曼光谱检测系统，包括：光源，用于发射激发被检物发出拉曼光的激发光；外光路系统，用于将光源发射的光照射到被检物上并收集被检物发出的拉曼光；光检测装置，用于接收外光路系统收集的拉曼光，并检测该拉曼光以获得该拉曼光的光谱数据；控制装置，用于控制所述激发光源提供所述激发光，控制光检测装置对拉曼光的检测，接收从光检测装置输出的光谱数据并对该光谱数据进行分析以识别所述被检物；以及自动校准装置，用于对所述拉曼光谱检测系统进行自动校准。

根据本公开该方面的优选实施方式，自动校准装置包括标准样品以及该标准样品的复位固定装置。

根据本公开该方面的优选实施方式，复位固定装置是弹簧。

根据本公开该方面的优选实施方式，控制装置进一步包括校准单元，用于通过分析从光检测装置接收的标准样品的拉曼光谱数据来确定系统当前的特性，并基于该当前的特性校准被检物的拉曼光谱数据。

根据本公开该方面的优选实施方式，外光路系统包括：反射镜，该反射镜反射来自光源的激发光；滤光镜，所述滤光镜反射由反射镜反射的激发光，并透过波长长于该激发光的拉曼光；收集透镜，所述收集透镜将来自滤光镜的激发光聚焦到被检物上并收集被检物发出的拉曼光；汇聚透镜，所述汇聚透镜将所述收集透镜收集的拉曼光聚焦到光检测装置中。

根据本公开该方面的优选实施方式，滤光镜是二向色镜，或者是陷波滤光片。

根据本公开该方面的优选实施方式，还包括报警装置，用于接收控制装置的识别结果并输出提示或警报。

根据本公开该方面的优选实施方式，所述特性包括光源的频率和功率以及外光路系统的激发效率和信号收集效率。

根据本公开的另一方面，提供了一种利用如上所述的拉曼光谱检测系统检查物体的方法，包括步骤：利用标准样品对系统进行自动校准；控制激发光照射物体以激发该物体发射拉曼光；检测该拉曼光以获得该拉曼光的光谱数据；分析该光谱数据以识别所述物体。

根据本公开的再一方面，提供了一种对如上所述的拉曼光谱检测系统进行自动校准的方法，包括步骤：在检测被检物前，控制激发光照射标准样品以激发该标准样品发射拉曼光；接收该拉曼光并获得该拉曼光的光谱数据；分析该光谱数据以确定系统当前的特性；通过将系统当前的特性与预存的数据相比较，获得用于自动校准系统的校准值。

附图说明

图1以示意图示出按照本实用新型实施例的拉曼光谱检测系统；

图2以示意图示出按照本实用新型实施例的拉曼光谱检测系统的示例性控制装置；

图3a以示意图示出按照本实用新型实施例的拉曼光谱检测系统的外光路系统的示例配置；

图3b以示意图示出按照本实用新型实施例的拉曼光谱检测系统的外光路系统的另一种示例配置；

图4以示意图形式示出按照本实用新型实施例的拉曼光谱检测系统的示例性自动校准装置。

具体实施方式