[发明专利]一种拉曼增强的测量装置和方法及使用的离轴积分腔结构

权利要求书

1.一种拉曼增强的测量装置，包括依次设置的激光器、准直系统、离轴积分腔、收光透镜、光谱仪和控制系统，其特征在于：还包括边沿滤波器，置于离轴积分腔与收光透镜之间；所述离轴积分腔包括前平凹镜和后平凹镜，凹面面向腔内，腔内容置被测样品；前平凹镜镀全反膜，且偏离中心轴的地方设有通光孔，后平凹镜镀对激光高反的边沿滤波膜；所述激光器发射的激光经准直系统准直后由前平凹镜的通光孔入射到离轴积分腔内，在离轴积分腔内多次往返振荡激发腔内的被测样品，被测样品分子受激产生拉曼散射光，拉曼散射光经后平凹镜的边沿滤波膜向腔外发射，并经边沿滤波器后由收光透镜会聚后输入光谱仪；由控制系统采集光谱仪输出的光谱信息分析判断被测样品所含的组分及浓度。

2.如权利要求1所述拉曼增强的测量装置，其特征在于：所述控制系统包括激光驱动与控制电路和信号采集与控制电路；所述激光驱动与控制电路控制和驱动激光器输出指定功率的激光；所述信号采集与控制电路采集光谱仪输出的光谱信息分析判断被测样品所含的组分及浓度。

3.如权利要求2所述拉曼增强的测量装置，其特征在于：所述光谱仪包括分光仪和CCD；所述分光仪将接收的拉曼散射光按不同波长分离照射到CCD的相应像素上；所述信号采集与控制电路采集CCD的输出信号，分析判断被测样品所含的组分及浓度。

4.如权利要求1所述拉曼增强的测量装置，其特征在于：所述激光器为窄线宽激光器，通过一单模光纤与准直系统连接；所述准直系统为光纤准直器或准直透镜。

5.如权利要求1所述拉曼增强的测量装置，其特征在于：所述收光透镜与光谱仪通过信号光纤连接，所述信号光纤采用直径为205μm的多模光纤。

6.一种拉曼增强测量用的离轴积分腔结构，其特征在于：包括测量室和光学处理室；所述测量室两端设置前平凹镜和后平凹镜，凹面面向测量室，测量室内容置被测样品；前平凹镜镀全反膜，且偏离中心轴的地方设有通光孔，后平凹镜镀对激发光高反的边沿滤波膜；所述光学处理室位于后平凹镜后面，依次设置边沿滤波器和收光透镜，光学处理室末端设一出光口；所述边沿滤波器对被测样品受激发射的拉曼散射光增透，对其它光高反。

7.如权利要求6所述拉曼增强测量用的离轴积分腔结构，其特征在于：所述测量室设有进气口、出气口和辅料进气口。

8.如权利要求6所述拉曼增强测量用的离轴积分腔结构，其特征在于：所述通光孔处设置一准直透镜；所述出光口处设置光纤固定插针。

9.如权利要求6所述拉曼增强测量用的离轴积分腔结构，其特征在于：所述测量室上设有用于调节前平凹镜和后平凹镜位置的定位螺钉和压电陶瓷片。

10.一种拉曼增强测量方法，其特征在于：

首先，将激发激光准直输入离轴积分腔内，在离轴积分腔内多次往返振荡激发腔内的被测样品，被测样品分子受激产生拉曼散射光；

拉曼散射光经离轴积分腔的后平凹镜滤波输出后经边沿滤波器再次滤波，滤除透射出来的激发激光和瑞利散射光；

经边沿滤波器滤波之后的拉曼散射光由收光透镜收集会聚到信号光纤内，由信号光纤传输到光谱仪内；

然后光谱仪对接收的拉曼散射光按不同波长分离照射到CCD的相应像素上；

信号采集与控制电路采集光谱仪输出的光谱信息分析判断被测样品所含的组分及浓度。