[发明专利]推挽式光纤拉曼谱仪

说明书

本发明提供的是一种推挽式光纤拉曼谱仪。其特征是：它由光纤探头1、连接器2、三端口光纤环行器3、9和10、激光器4、波分复用器5、15和16、折射率匹配液6、窄带激光源7、双端口连接的光纤耦合器8和14、光纤自聚焦透镜准直器11和13、双面全反射镜13、差分式光电探测信号放大器17和18以及信号处理单元19和20组成。本发明采用全光纤设计，具备全光纤器件的优点，用光纤耦合器代替分束器，采用推挽式差动扫描镜作为光学延迟线，具有插入损耗动态平衡、扫描范围大、测量精度高等特点。将用于精确定位的窄带激光光源与待测拉曼光共光路，形成Mach‑Zehnder干涉测量系统，可实现窄带激光干涉信号对扫描光程的均匀校正。全光纤拉曼光谱仪系统呈完全对称形式，不需要可调衰减器的调节，而且采用差分光电探测信号放大器对微弱的拉曼光信号进行放大，不但增强了干涉信号的强度，也进一步提高了系统的信噪比。

(一)技术领域

本发明涉及的是推挽式光纤拉曼谱仪，可用于各种物质分子成份和结构的分析与鉴定，属于光谱分析技术领域。

(二)背景技术

近年来，由于激光技术和光电信号转换器件迅猛的发展，拉漫光谱取得了很好的成效，随着人们更深入的研究，拉漫光谱技术得到越来越广泛的应用。

拉曼光谱是由物质的拉曼散射效应产生的，拉曼散射效应解释了物质的分子成份和结构，因此分析物质的拉曼光谱是了解物质分子信息十分有效的手段，在化学结构的测定方面，某些物质在红外光谱中没有吸收，而会表现出拉曼散射效应；在大气成份的测定方面，采用拉曼光谱法测定要比采用红外吸收光谱法分析的空间分辨率高很多，对于一些没有红外光谱分子结构对称的气体，只能采用拉曼光谱法进行分析；在石油的分析方面，拉曼光谱法是测定分子骨架链接方式的有效手段；在材料科学应用方面，AnthonyW.Musumeci和M.Chiorboli等人通过拉曼光谱法实现了测量晶体的品质和纯度。在宝石、钻石的鉴别方面，利用拉曼探针可以对宝石进行客观、准确、定量的检测。采用激光拉曼探针可以对红、兰宝石进行非破坏性鉴定；在生物医学方面，不但可以实现对各种疾病的检测，还可以对生物病菌的快速检测识别上，另外拉曼光谱技术还被应用在药物检测方面等，可以看出拉曼光谱技术应用非常的广泛，已经发展成为一种强有力的快速检测工具。

拉曼光谱仪根据光学原理的不同，可以分为色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪，在色散型拉曼光谱仪中重要的部件是单色仪，单色仪内部采用光栅结构对入射到单色仪的光进行色散分光，使用光栅时往往只利用了它的某一级光谱，由于光能量的分散，各级光谱的强度比较弱，在测量中带来很多不利的影响，而且色散型拉曼光谱仪容易受温度的影响，光谱信号随仪器温度变化产生波动，对测量结果带来较大的误差，相比色散型拉曼谱仪，傅里叶拉曼光谱仪采用双光束干涉的信号做傅里叶逆变换获取光谱，具有体积小、成本低、测量速度快等优点。