[实用新型]多波长探头以及拉曼光谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及仪器检测技术，具体地涉及一种拉曼光谱检测中用于发射和接收信号的多波长探头以及具有该多波长探头的拉曼光谱仪。

背景技术

拉曼光谱法是根据分子振动的频率来表征材料的技术。基本拉曼测量需要用单色光源(通常为激光)照射样品，并分析散射光的光谱分布。以相对于激发源的较长波长的一系列谱线获得斯托克斯移动的拉曼光谱。拉曼光谱被广泛用于检测物质的组分和特性。

在实际实验中，拉曼测量可能会遇到拉曼光谱信号被掩蔽或干扰等问题。例如，由样品产生的荧光可能产生可能压倒拉曼散射的大背景。或者，样品产生荧光峰与拉曼线混淆的样品可能产生尖锐的荧光或发光带。这种荧光干扰通常可以通过采用与荧光物质的吸收光谱不一致的不同的激发激光波长来缓解。然而，拉曼仪器通常每次只有一个激发波长可用，并且用不同的激发激光器获得拉曼光谱是复杂的。

通常，长波长激发的拉曼光谱的荧光背景较短波长激发的要小一些。因此，许多商用的拉曼光谱仪选取近红外激光作为激发光源，如采用785nm的半导体激光器。但是对于这个激光波长，由于硅探测器在1050nm以后的响应基本为零，所以激发的拉曼光谱在3200cm^-1之后基本无信号。但是，对于常用的可见光激发光源，如532nm的激光器，由于拉曼光谱位于硅探测器最佳响应区域，可以一直延伸到4000cm^-1。但532nm激光激发由于波长较短，所以荧光强度高，对结果影响较大。此外，对于一些特定的物质测量，1064nm激光激发也具有优势。

目前最广泛应用的结构是光纤拉曼探头。激光器发出的拉曼激发光通过光纤耦合到拉曼探头中，并在探头出射端被透镜聚焦到被测物品上。从被测物品上激发的拉曼光被探头出射端的透镜收集后，进入拉曼探头，并通过光纤传输到拉曼光谱仪中，经过光谱仪内部光学器件分光后被探测器接收，得到拉曼光谱。通过拉曼探头内部的滤片组来保证从样品反射回的激光尽可能少地进入探测光路。由于滤片是针对特定波长设计的，因此单个拉曼探头只能用于在单个特定激光波长的拉曼测试中。单个拉曼探头的光谱仪只能对应单个波长，无法同时进行多个波长激光的拉曼测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多波长拉曼探头。本实用新型的主要目的是实现同时进行多波长激光的拉曼测试，以消除荧光效应，提高测试准确性和适用性。

具体来说，本实用新型提供了一种多波长探头，用于拉曼光谱仪，包括:

第一光路系统，第一光路系统至少包括第一入光端口、第一反射镜、第一分光镜、主路分光镜、第一出光端口，光从第一入光端口射入后、经由第一反射镜以及所述第一分光镜后从主路分光镜射出至测试样品并产生拉曼信号，拉曼信号经由主路分光镜以及第一分光镜后从第一出光端口射出；

第二光路系统，第二光路系统至少包括第二入光端口、第二反射镜、第二分光镜、主路分光镜、第二出光端口，光从第二入光端口射入后、经由第二反射镜以及所述第二分光镜后从主路分光镜射出至测试样品并产生拉曼信号，拉曼信号经由主路分光镜以及第二分光镜后从第二出光端口射出；

主路分光镜共用于第一光路系统以及第二光路系统，使得来自第一光路系统以及第二光路系统的光合束和分离。

本实用新型还提供了一种拉曼光谱仪，具有前述的多波长探头。

在本实用新型中，通过多个光路系统光的合束及分离和可以同时对几个不同激光波长进行拉曼检测。既可以用短波长激光提高拉曼测试的灵敏度和测量波长范围，又可以通过长波长激光激发来减少荧光效应。有效地解决了单波长拉曼测试对于测试物质、光谱范围的局限性。

综合上述考量，本实用新型在确保实验准确性的同时，提高了拉曼测试时的效率和适用范围。

作为优选，第一光路系统以及所述第二光路系统分别包括在光路方向上配置于第一入光端口与第一反射镜之间的准直镜及滤片或者配置于第二入光端口与第二反射镜之间的准直镜及滤片。通过添设准直镜，将点光源发出的光线变为平行光。再增加滤镜，可以精准地控制入射光线的波长，减少其他波长光线的干扰。以上手段可以减少干扰结果的因素，保证了结果的准确性。

另外，作为优选，第一分光镜和第二分光镜为能够选择性地使不同波长的光分离的二向色镜。当光束通过第一分光镜和第二分光镜时，符合一定波长条件的光束通过分光镜，其余波长的光束则被反射。通过这种方式达到对光束选择的目的。