[发明专利]一种拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统

说明书

本发明涉及一种光学探测系统，具体涉及一种拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统，解决现有月表就位探测载荷装置中，尚没有见进行深空环境下拉曼光谱原位探测的应用报道，也没有将矿物拉曼光谱仪与月表尘埃探测装置联合探测的技术问题。该拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统，包括体全息光栅光谱仪模块、激光器、以及沿激光器的出射光路依次设置的聚焦镜、尘埃粒子散射光成像模块和第一聚光镜；待测矿物样品设置于第一聚光镜的出光光路上；体全息光栅光谱仪模块包括沿二向色镜分束的拉曼散射光光路依次设置的滤光片、第二聚光镜以及体全息光栅光谱仪；体全息光栅光谱仪用于收集并分析待测矿物样品的拉曼散射光。

技术领域

本发明涉及一种光学探测系统，具体涉及一种拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统。

背景技术

拉曼光谱技术是根据拉曼散射光相对于入射光的频移来分析分子振动、转动模式并应用于分子结构研究的探测技术。拉曼光谱往往被称为物质的“指纹谱”，根据拉曼光谱的峰位、半宽、峰高、线型等参数可对物质进行定性鉴别与定量分析。

目前大多数研究都是在实验室对物质进行探测。由于拉曼光谱信号较弱，体全息光栅的高衍射效率可以减小弱拉曼信号在光路中的损失，而矿物的拉曼光谱范围相对较小，符合体全息光栅的带宽特性，另外透射式体全息光栅光谱仪结构简单、体积小，更能适应远距离飞行需求。常规的尘埃速度测量有激光多普勒测速方法及成像法，激光多普勒测速需要将激光分为两束，其影响后续矿物拉曼光谱的采集。

现有月表就位探测载荷装置中，对于拉曼光谱技术在星载仪器开发方面的研究较少，尚没有见进行深空环境下拉曼光谱原位探测的应用报道，也没有将矿物拉曼光谱仪与尘埃探测装置集成一体的设计。

发明内容

本发明的目的是针对现有月表就位探测载荷装置中，尚没有见进行深空环境下拉曼光谱原位探测的应用报道，也没有将矿物拉曼光谱仪与月表尘埃探测装置联合探测的技术问题，而提供一种拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统，实现矿物拉曼光谱与月表尘埃速度联合探测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种拉曼光谱与月尘速度测量联合探测系统，其特殊之处在于：包括第一数据处理单元、第二数据处理单元、体全息光栅光谱仪模块、激光器，以及沿激光器的出射光路依次设置的聚焦镜、二向色镜、尘埃粒子散射光成像模块和第一聚光镜；

所述第一聚光镜的出射光照射到待测矿物样品上，待测矿物样品发射拉曼散射光；

待测矿物样品的拉曼散射光经第一聚光镜后入射至二向色镜，二向色镜将拉曼散射光反射至体全息光栅光谱仪模块；

体全息光栅光谱仪模块包括沿二向色镜分束的拉曼散射光光路依次设置的滤光片、第二聚光镜以及体全息光栅光谱仪；体全息光栅光谱仪用于收集并分析待测矿物样品的拉曼散射光；

第一数据处理单元与体全息光栅光谱仪模块电连接，用于将体全息光栅光谱仪模块得到的各波长狭缝像的空间分布转化为拉曼光谱曲线，并对月表尘埃的矿物组分进行分析；

第二数据处理单元与尘埃粒子散射光成像模块电连接，用于将尘埃粒子散射光成像模块得到的尘埃粒子运动图像进行图像处理与数据分析，得出运动状态下月尘的运动速度。

进一步地，所述体全息光栅光谱仪包括沿第二聚光镜的出射光光路依次设置的狭缝、准直镜、体全息光栅、第三聚光镜与第一探测器。

进一步地，所述尘埃粒子散射光成像模块包括沿光路依次设置的探测区、物镜以及第二探测器；

物镜包括沿探测区的出光光路依次设置的第一镜、第二镜、第三镜、第四镜、第五镜与第六镜；

所述第一镜位于靠近探测区前端设置；

所述第二探测器设置于第六镜的出光光路上。