[实用新型]紧凑型CCD阵列光谱仪以及拉曼光谱检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学检测领域，涉及一种紧凑型CCD阵列光谱仪以及含有该紧凑型CCD阵列光谱仪的拉曼光谱检测系统。

背景技术

拉曼光谱是指入射光经样品反射后频率发生变化而形成的光谱，不同的物质具有不同的拉曼光谱，因此拉曼光谱分析法可以用于对物质进行定性及鉴别，在各行各业都有着广泛的应用。

对物质进行拉曼光谱分析的拉曼光谱检测系统通常包含两部分，一部分是将检测光投射到待测样品表面并得到返回光的拉曼探头，另一部分则是接收该返回光并得到相应光谱的光谱仪。其中，CCD阵列检测器因具有光谱范围宽、噪声低的优点而适合作为光谱仪中的检测单元应用。

一般情况下，物质所产生的拉曼光强度较低，因此上述光谱仪中必须设置一些光增强元件才能够使返回光的强度达到检测器的检测需求。所以，应用于拉曼光谱检测系统中的光谱仪中具有多个光学元件，通常情况下这些光学元件呈线性排列，导致整个拉曼光谱检测系统的体积较大，不便于携带使用。

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种结构紧凑的CCD阵列光谱仪以获得体积更小的拉曼光谱检测系统，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种紧凑型CCD阵列光谱仪，用于对拉曼探头检测样品后得到的返回光进行检测从而得到该样品的拉曼光谱，其特征在于，包括：依次设置在返回光光路上的狭缝、第一滤光片、第一凹面反射镜、光栅、第二凹面反射镜、柱面透镜以及CCD阵列检测器，其中，第一滤光片中心与狭缝中心的距离为2mm～6mm，以返回光投射至狭缝上的方向为x轴，第一凹面反射镜用于将经过第一滤光片的返回光反射至光栅上，该第一凹面反射镜的法线与x轴的夹角为8°～10°，光栅用于对返回光进行分光形成拉曼信号光，该光栅的法线与x轴的夹角为26°～30°，第二凹面反射镜用于将拉曼信号光反射至柱面透镜上，该第二凹面反射镜的法线与x轴的夹角为30°～35°，柱面透镜用于对CCD阵列检测器的垂直方向上的拉曼信号光进行会聚增强从而增强CCD阵列检测器所接收的光信号，该柱面透镜的法线与x轴的夹角为23°～25°，CCD阵列检测器与x轴的夹角为10°～14°。

本实用新型提供的紧凑型CCD阵列光谱仪，还可以具有如下技术特征：其中，第一凹面反射镜的曲率半径为90mm～110mm，该第一凹面反射镜中心与狭缝中心的距离为50mm～55mm，第二凹面反射镜的曲率半径为95mm～115mm，该第二凹面反射镜中心与光栅中心的距离为25mm～35mm。

本实用新型提供的紧凑型CCD阵列光谱仪，还可以具有如下技术特征：其中，光栅的光栅常数为1200线/mm，该光栅的中心与第一凹面反射镜的中心距离为40mm～50mm。

本实用新型提供的紧凑型CCD阵列光谱仪，还可以具有如下技术特征：其中，柱面透镜中心到CCD阵列检测器中心的距离为 7mm～10mm。

本实用新型还提供了一种拉曼光谱检测系统，用于对样品进行拉曼光谱检测得到该样品对应的拉曼光谱，其特征在于，包括：拉曼探头，用于将检测光投射至样品上形成相应的返回光；以及紧凑型CCD 阵列光谱仪，用于对返回光进行检测从而得到样品的拉曼光谱，其中，紧凑型CCD阵列光谱仪为如上任一项所述的紧凑型CCD阵列光谱仪。

本实用新型提供的拉曼光谱检测系统，还可以具有如下技术特征：其中，拉曼探头包括：激光光源，用于产生激光；第一准直透镜，设置在激光的光路上，用于对该激光进行准直；窄带滤光片，用于提高激光的单色性；二向色镜，用于将激光反射到样品表面并对样品表面产生的返回光进行透过；第二滤光片，设置在返回光的光路上，用于滤除返回光中的杂光；第二准直透镜，设置在第二滤光片后，用于对返回光进行会聚。

本实用新型提供的拉曼光谱检测系统，还可以具有如下技术特征：其中，拉曼探头还包括第三准直透镜，该第三准直透镜设置在二向色镜以及样品之间。

实用新型作用与效果

根据本实用新型的紧凑型CCD阵列光谱仪以及拉曼光谱监测系统，由于其中设置有第一凹面反射镜和第二凹面反射镜并且该两个凹面反射镜与返回光所在的x轴方向具有适当的夹角，因此返回光在投射出狭缝后沿着折线形光路前进，使得光谱仪在x轴方向上的长度缩短，整体结构更为紧凑，进一步使得含有该紧凑型CCD阵列光谱仪的拉曼光谱检测系统体积更小，便于携带。