[发明专利]拉曼光谱的光谱滤波

说明书

提供了一种拉曼光谱系统。该光谱系统包括光学开关，该光学开关包括具有泵入口和返回出口的第一侧，和具有多个泵出口和多个返回入口的第二侧。该光谱系统包括光学地耦合到泵入口的至少一个辐射源和光学地耦合到返回出口的检测器。该光谱系统进一步包括光学地耦合在该至少一个辐射源和泵出口之间的泵滤波器模块，和光学地耦合在检测器和返回入口之间的返回滤波器模块。该光谱系统进一步包括多个探头，每一个探头都由至少一个激励光纤光学地连接到该多个泵出口中的至少一个，并且由至少一个发射光纤光学地耦合到该返回入口中的一个。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§120要求于2018年2月9日提交的美国临时申请序列No.62/628,627的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体涉及光学设备，并且更具体地，涉及包括用于在拉曼光谱中使用的滤波部件的光学开关。

背景技术

光学开关常规地用于各种应用，包括光纤通信。此类开关用于将光从期望的光学输入引导到期望的光学输出。例如，1×N开关在公共端口和N个端口中的任何一个之间建立光学连接，其中“N”是大于1的整数。常规的光学开关可以包括，例如，基于移动棱镜或移动光纤的微机电系统(MEMs)和微机械系统。微机械开关的商业示例包括由Agiltron(美国马萨诸塞州沃伯恩)制造的LightBend^TM系列。

拉曼光谱是可以利用光纤以传输和接收光的应用的示例。拉曼光谱提供了一种用于分析样品的技术，这种技术被认为适用于水性和其他液体环境，也适用于分析固体、凝胶、气体和粉末。拉曼光谱是一种分析技术，它使用光散射，通过利用单色光照射物质，然后测量散射光中各个波长及它们的强度来确定物质中各种分子的身份和浓度。

拉曼光谱系统通常包括探头(probe)，该探头促进测量远离光源和检测器的样品的拉曼光谱。该探头通过第一光纤光学地连接到光源并且通过第二光纤光学地连接到检测器。探头通常包含光学部件，该光学部件包括以激光的频率为中心的窄带通“激光清理”滤波器，和选择性地拒绝在激光频率上弹性散射的光的边缘滤波器、陷波(notch)滤波器或高通滤波器。

具有此类光学部件的探头对于具有单个探头或有限数量个探头的拉曼光谱系统是方便的。然而，随着拉曼光谱系统中探头数量的增加，其中每一个探头都包括它自己的一组光学部件，因此系统的整体成本也随之增加。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种拉曼光谱系统。该光谱系统包括光学开关，该光学开关包括具有泵入口和返回出口的第一侧，和具有多个泵出口和多个返回入口的第二侧。该光谱系统包括光学地耦合到该光学开关的泵入口的至少一个辐射源和光学地耦合到该光学开关的返回出口的检测器。该光谱系统进一步包括光学地耦合在该至少一个辐射源和该光学开关的泵出口之间的泵滤波器模块，和光学地耦合在检测器和该光学开关的返回入口之间的返回滤波器模块。该光谱系统进一步包括多个探头，每一个探头都由至少一个激励光纤光学地连接到该光学开关的该多个泵出口中的至少一个，并且由至少一个发射光纤光学地耦合到该光学开关的该返回入口中的一个。

应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者仅仅是示例性的，并旨在提供用于理解权利要求本质和特性的概览或框架。各个附图被包括以提供进一步理解，各个附图被收入并构成本说明书的一部分。附图图示一个或多个实施例，并与说明书一起用来解释各实施例的原理和操作。

附图说明

从下列描述和附图(仅通过非限制性示例的方式给出)将更清楚地理解本公开，其中：

图1A示出了根据本公开的实施例的示例性拉曼光谱系统；

图1B示出了根据本公开的实施例的示例性拉曼光谱系统；

图2A示出了根据本公开的实施例的示例性拉曼光谱系统；