[发明专利]一种水下拉曼探头及水下探测系统

权利要求书

1.一种水下拉曼探头，其特征在于，包括沿激光出射方向依次设置的拉曼探针、反射镜、分光棱镜、显微物镜和窗片；以及自所述分光棱镜沿成像回路依次设置的管透镜和显微成像相机；

所述拉曼探针接收激光并整形为准直激光，所述准直激光经所述反射镜反射至所述分光棱镜进行分光，一部分所述准直激光经所述显微物镜和所述窗片传输至目标物，构成拉曼激发光路；目标物产生的返回拉曼信号依次经所述窗片、所述显微物镜和所述分光棱镜后，一部分所述返回拉曼信号经所述反射镜传输至所述拉曼探针，由所述拉曼探针收集所述返回拉曼信号，并回传至光谱仪进行探测，构成光谱采集光路；

所述显微成像相机、所述管透镜和所述显微物镜构成成像光路，所述管透镜与所述显微物镜配合，将目标物成像在所述显微成像相机上；

所述分光棱镜用于将所述拉曼光路和所述成像光路耦合，形成共轴光路结构；所述成像光路与所述光谱采集光路共用所述显微物镜分别作为成像物镜和光聚焦镜；

还包括照明光源，所述照明光源设于所述窗片与目标物之间，所述照明光源用于将光源光束汇聚点与像平面重合来提供照明；所述照明光源包括灯座，所述灯座内设有呈角度的固定孔位，所述固定孔位内设置有LED灯珠，所有所述LED灯珠构成环形光源，所述灯座内填充有绝缘灌封胶；所述角度用于将所述环形光源的中心光束汇聚在所述显微物镜的聚焦点上，使光源光束汇聚点与像平面重合。

2.根据权利要求1所述的水下拉曼探头，其特征在于，在所述分光棱镜与所述管透镜之间还包括陷波滤光片，所述陷波滤光片用于滤除激光的瑞利散射光。

3.根据权利要求1所述的水下拉曼探头，其特征在于，还包括探头舱体，所述拉曼探针、反射镜、分光棱镜、显微物镜、窗片、管透镜和显微成像相机均设于所述探头舱体内，所述探头舱体设有线缆口和透光口，所述线缆口内穿设有光电复合缆，所述光电复合缆中包括与所述拉曼探针连接的光纤和与所述显微成像相机连接的成像传输线；所述透光口设置所述窗片。

4.一种水下探测系统，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的水下拉曼探头、定位机构和控制机构；

所述定位机构与所述水下拉曼探头机械连接，与所述控制机构信号连接；所述控制机构为所述定位机构提供定位控制信号和驱动电源，所述定位机构根据所述定位控制信号驱动所述水下拉曼探头移动；

所述水下拉曼探头与所述控制机构信号连接，所述控制机构控制所述水下拉曼探头进行目标物的显微图像采集和光谱信号的激发与回收，并接收所述显微图像和光谱信号，并进行处理，或传输至上级处理终端进行处理。

5.根据权利要求4所述的水下探测系统，其特征在于，所述定位机构包括定位舱体，设于所述定位舱体内的移动驱动装置，与所述移动驱动装置连接的移动推杆，以及连接于所述移动推杆与所述水下拉曼探头之间的驱动连杆；所述移动驱动装置带动所述移动推杆在所述定位舱体内外运动，所述移动推杆带动驱动连杆运动，所述驱动连杆带动所述水下拉曼探头运动。

6.根据权利要求5所述的水下探测系统，其特征在于，所述移动驱动装置包括伺服电机、与伺服电机输出轴连接的丝杆，与所述丝杆螺纹连接的滑台，所述滑台与所述移动推杆固定连接；

所述移动驱动装置还包括与所述丝杆平行设置的滑轨，所述滑台与所述滑轨配合滑动连接。