[实用新型]基于光场耦合器件的新型拉曼光谱仪

说明书

本实用新型涉及一种基于光场耦合器件的新型拉曼光谱仪，包括检测光源(1)、准直镜组(2)、光束整合模块(3)、光束合成器(6)、空间光场计算部件(7)和探测器(8)；检测光源用于产生拉曼光线，准直镜组接收光源产生的拉曼光线并形成平行光束，光束整合模块将平行光束分为两束光，再将两束光分别反射射入待测样品和参考标本中，两束光经由光束合成器合束到空间光场计算部件中，其中空间光场计算部件整体构成4‑f光学系统，光场耦合器作为频谱面的调控，从空间光场计算部件输出的光信号输入至探测器中，探测器接收由成像组件聚焦的光谱信息。本实用新型通过空间光场计算器件调制，能检测两个检测对象，用于物质纯度检测、物质分析对比等。

技术领域

本实用新型涉及一种光谱检测技术领域，特别是一种基于光场耦合器件的新型拉曼光谱仪。

背景技术

拉曼散射是光照射到物质上发生的非弹性散射所产生的一种现象。拉曼光谱技术是基于光和物质相互作用从而产生的拉曼散射进行检测的技术，其具有非破坏性、非侵入性、分析效率高等优点，因为每个分子都有与之对应的特征拉曼光谱，从而在考古、医学、文物、宝石鉴定、林业及法庭科学等领域有许多的应用。

拉曼光谱仪主要分为色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪。色散型拉曼光谱仪是通过光栅分光，并用阵列CCD检测不同波长的光信号，在测量过程中结构是固定的，但在高分辨率且宽波段测量情况下，其测量光通量和灵敏度较低，因此应用范围受限。傅里叶变换光谱仪利用迈克尔逊干涉仪，通过移动其中一面反射镜，来扫描不同波长的共振信息，再经由傅里叶变换，将扫描测得数据，转化为不同波段的信号，在拉曼测量的过程中需要移动元件，受环境影响较大。

国家知识产权局公开了一种拉曼光谱仪(公开号为CN110553736A)，该专利虽然部分解决了一般难以实现激发波长变化较大情况下的拉曼光谱测量。先技术虽具有一定优点，但同时也具有不足之处：(1)使用过程中只能对单一物质进行检测；(2)鉴别物质时不具有优势，需要分步进行，操作繁琐，无法同时进行不同物质间的分析对比。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的问题是，提出了一种通过空间光场计算器件调制，能检测两个检测对象的基于光场耦合器件的新型拉曼光谱仪，用于物质纯度检测、物质分析对比，以解决现有技术存在的只能检测单一物质、操作复杂的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种以下的基于光场耦合器件的新型拉曼光谱仪，包括检测光源、准直镜组、光束整合模块、光束合成器、空间光场计算部件和探测器，所述空间光场计算部件入射光屏、凸透镜、光场耦合器、凸透镜和出射光屏；检测光源用于产生拉曼光线，准直镜组用于接收光源产生的拉曼光线并形成平行光束，所述光束整合模块将平行光束分为两束光，再将两束光分别反射射入待测样品和参考标本中，两束光经由光束合成器合束到空间光场计算部件中的入射光屏处，光束经入射光屏、凸透镜和光场耦合器，再经由凸透镜聚焦到空间光场计算部件中的出射光屏处，其中空间光场计算部件整体构成4-f光学系统，光场耦合器作为频谱面的调控，从空间光场计算部件输出的光信号输入至探测器中，探测器接收由成像组件聚焦的光谱信息。

可选的，所述光束整合模块包括第一反射透镜、第二反射透镜和第一直角棱镜，所述第一直角棱镜将平行光束分为两束光，两束光分别经由第一反射透镜和第二反射透镜反射射入待测样品和参考标本中。

可选的，所述光束合成器包括第三反射透镜、第四反射透镜和第二直角棱镜，所述第三反射透镜和第四反射透镜分别接收从待测样品和参考标本射入的两束光，并经所述第二直角棱镜将两束光合成平行光束，并入射至所述空间光场计算部件。

可选的，准直镜组包括入射狭缝和准直透镜，其中准直透镜的焦点与所述入射狭缝的位置重合。

可选的，所述的检测光源用于产生拉曼光线，为532nm、638nm、785nm 以及1064nm拉曼激发波长之一的高功率激光器。