[发明专利]用于光谱仪的收集光学系统和拉曼光谱系统

说明书

提供了一种用于光谱仪的收集光学系统和一种包括该收集光学系统的拉曼光谱系统。收集光学系统被配置为从目标对象输出的散射光中选择性地收集拉曼信号，该收集光学系统包括：非成像收集单元，被配置为收集拉曼信号并输出拉曼信号，非成像收集单元包括入射面和出射面，散射光入射在入射面上，拉曼信号通过出射面输出；以及拉曼滤波器，设置在非成像收集单元的入射面的一部分上，并且被配置为阻挡包含荧光信号的散射光。因此，收集光学系统可以抑制散射光的荧光信号的接收并选择性地收集拉曼信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月30日在美国专利局递交的美国临时申请No.62/551,954和2017年11月10日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2017-0149792的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种光谱仪，并且更具体地涉及用于光谱仪的收集光学系统以及包括该收集光学系统的拉曼光谱系统。

背景技术

近来，用于分析身体内物质(例如血糖)的小型拉曼光谱系统已经被开发为用于移动健康的诊断传感器。与仅在特定位置处或在特定区域中进行测量的现有技术相比，使用这样的小型拉曼光谱系统检查身体样本(例如皮肤样本)的技术可以在诸如测量范围或可能的测量数量等方面带来改进。然而，由于身体产生强烈的荧光信号，因此需要仅选择性地检测来自非常少量存在的生物物质(例如血糖)的拉曼信号的技术。

发明内容

提供了用于光谱仪的收集光学系统和包括收集光学系统的拉曼光谱系统。

其他方面将在下面的描述中部分阐述，并且部分将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例而了解。

根据一个实施例的一个方面，提供了一种用于光谱仪的收集光学系统，所述收集光学系统被配置为从目标对象输出的散射光中选择性地收集拉曼信号，所述收集光学系统包括：非成像收集单元，被配置为收集拉曼信号并输出拉曼信号，所述非成像收集单元包括入射面和出射面，其中散射光入射在入射面上，拉曼信号通过出射面输出；以及拉曼滤波器，设置在非成像收集单元的入射面的一部分上，并且被配置为阻挡包含荧光信号的散射光，其中，收集光学系统抑制散射光的荧光信号的接收并且选择性地收集拉曼信号。

目标对象可以包括具有浑浊度的材料，并且可以响应于从光源入射到目标对象上的光输出包含荧光信号和拉曼信号的散射光。例如，目标对象可以包括皮肤，并且拉曼信号可以包括血糖拉曼信号。

拉曼滤波器可以设置在非成像收集单元的入射面的中心部分上，所述中心部分是入射有大部分荧光信号的部分。

非成像收集单元的入射面可以具有1cm或更小的尺寸。拉曼滤波器可以具有1mm或更小的尺寸。

拉曼滤波器可以在入射光波长带下透射入射在目标对象上的光，并且可以在散射光波长带下阻挡从目标对象输出的散射光。

拉曼滤波器可以仅在一个波长带下透射入射光。拉曼滤波器可以包括被配置为在多个波长带下透射入射光的多个波长滤波器。在这种情况下，多个波长滤波器可以按照网格形式或同心环形式布置。

被配置为透射包含拉曼信号的散射光的透明构件或被配置为透射特定拉曼波长的带通滤波器可以在非成像收集单元的入射面上围绕拉曼滤波器设置。

例如，非成像收集单元可以包括椭圆形双曲面集中器、圆形双曲面集中器、圆锥集中器、椭圆锥集中器或复合抛物面集中器。

非成像收集单元的入射面的面积可以小于非成像收集单元的出射面的面积。备选地，非成像收集单元的入射面的面积可以大于非成像收集单元的出射面的面积。