[实用新型]一种光斑可移动的差分拉曼光谱检测装置

说明书

一种光斑可移动的差分拉曼光谱检测装置，本实用新型主要涉及一种基于差分拉曼技术和动态聚焦技术的检测装置。本实用新型提供一种解决拉曼检测过程中样品损伤和荧光干扰问题的技术方案。本实用新型主要包括控制器、具有固定频率差的共光路窄线宽双频激光光源、共用聚焦光路、共用接收光路、共用滤光装置和共用光谱检测器；在分光镜和聚焦光路之间有光斑移动模块，通过驱动光束角度的动态偏转，光斑移动模块可以使双频激光在聚焦光路另一侧焦平面上所形成的聚焦光斑发生快速移动。本实用新型主要应用于物质成分分析检测领域。

技术领域

本实用新型涉及一种拉曼检测装置，尤其为一种基于差分拉曼技术和动态聚焦技术的检测装置。

背景技术

由于拉曼信号的谱线区域会受到荧光或强散射背景的影响，在谱图里的拉曼信号经常很难区分。在过去的十几年中，拉曼光谱技术作为工业应用过程控制和环境监测领域中的非接触式和现场方法，已经越来越受到人们的关注。但是由于拉曼光谱需要较高的激发能量，聚焦于材料局部可能导致软化温度较低的材料局部过热，因此对于添加深色或荧光色素的材料，采用普通拉曼技术无法有效获得被测物的拉曼特征光谱。

在同样的条件下，拉曼位移差分技术使用两束具有微小差别的激光激发样品，得到两张效果相当的拉曼光谱，其荧光信号几乎不发生变化，而拉曼信号则根据激发波长产生相应的频移。通过差分可以有效的克服荧光干扰，提高检测光谱的信噪比。在先技术中，CN105092560A专利中公开了一种采用外腔光栅可调谐激光器的差分拉曼光谱装置，但是该装置需要复杂的光栅控制机构，由于采用侧向接收的光谱检测方式，需要复杂机构保持激发点与接收点的重合，因此该方案难以适用于小型化现场应用。另一方面，实验表明对于某些深色塑料材质，仅通过降低激光激发功率、提高检测灵敏度，还是无法获得样品的有效特征光谱。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供了一种光斑可移动的差分拉曼光谱检测装置，其能够有效获取被测物质的拉曼特征光谱，为了实现本实用新型的技术目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型所述的一种光斑可移动的差分拉曼光谱检测装置，该装置主要包括控制器、具有固定频率差的共光路窄线宽双频激光光源、共用聚焦光路、共用接收光路、共用滤光装置和共用光谱检测器；在分光镜和聚焦光路之间有光斑移动模块，通过驱动光束角度的动态偏转，光斑移动模块可以使双频激光在聚焦光路另一侧焦平面上所形成的聚焦光斑发生快速移动；所述控制器和双频激光光源、光谱检测器连接，控制器中含有数据处理组件。

优选地，所述固定频率差的共光路窄线宽双频激光光源，频率间隔与所选光谱检测器的分辨率有关，其固定频率偏差应大于光谱检测器的像素分辨率。

优选地，所述数据处理组件主要包括所需重采样、对齐和差分标记及特征提取算法和数据库。

优选地，所述聚焦光路前部有支撑装置，用于定位样品，使样品备件区域位于聚焦光路的焦平面。

优选地，所述支撑装置包括支撑结构外套和支撑结构内套，支撑装置与样品接触面外围有不透光柔性裙边，当其与样品接触时能够匹配样品外形变化贴合样品表面构成避光暗室，所述不透光柔性裙边内部为硬质限位结构，确保样品位于聚焦装置焦平面附近。

优选地，所述光斑移动模块可以采用透射方式的光束角度偏转元件，也可以是基于反射原理的光束角度偏转元件，使得在检测过程中聚焦光斑在样品表面快速移动，形成一定的检测范围，以避免在样品同一位置长时间照射产生热量积累导致样品损伤。

优选地，上述光束角度偏转元件可以为旋转楔镜、震镜或者MEMS微反射镜阵列。