CN109709083B - 一种拉曼光谱测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：包括其中激光器（21）、光学整形器（90）、用于改变光斑大小的透镜组（91、92），第一号光路切换装置（1‑1）、第贰号光路切换装置（1‑2），第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）、第三号反射镜（96）、第四号反射镜（100）、两相色镜（95）、滤光器件（102）（滤掉波长为工作波长的光），聚光凸透镜（101），聚光物镜（97），CCD为光采集模块，CCD用于采集经过单色仪采集光学信号发送至计算机。本发明实现光路切换后不需要重新调试，可快实时发现光源的失常状态。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，具体涉及一种拉曼光谱测试系统。
背景技术
拉曼系统能够通过获取物质成分的拉曼散射光谱，对应得到物质的分子结构信息。
当前的拉曼光谱测量，具体是通过在拉曼增强芯片上放置被测样品，如涂覆待测液体，等自然干燥后，放到显微拉曼或普通拉曼光谱仪的前端进行测量，从而得出被测样品中的物质成分及含量。
但是，发明人发现现有的拉曼测试系统难以快速的校验激光光源，当拉曼测试系统的激光器在连续测试中突然出现问题时，无法实时得知光源的问题，可能导致测试错误。
发明内容
为解决前述技术问题，本发明设计了一种拉曼光谱测试系统。
技术内容1、一种拉曼光谱测试系统，包括其中激光器（21）、光学整形器（90）、用于改变光斑大小的透镜组（91、92），第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2），第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）、第三号反射镜（96）、第四号反射镜（100）、两相色镜（95）、滤光器件（102）（滤掉波长为工作波长的光），聚光凸透镜（101），聚光物镜（97），CCD为光采集模块，CCD用于采集经过单色仪采集光学信号发送至计算机。
第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）为如图3、4所示的同种光路切换装置，他们都具有如下特征：包括液体输送泵（10）、容纳容器（50）、输液管路（31）、透明材料制成的切换器件（52）、液体阀门（F）、一号气球（41）、二号气球（42）、反光液态金属（Y）；
切换器件（52）具有第一表面平面、第二表面平面，切换器件的第一表面平面与切换器件的第二表面平面平行；
切换器件具有内部空腔（53）；
切换器件的内部空腔具有第一腔面平面、第二腔面平面，切换器件的内部空腔的第一腔面平面与切换器件的内部空腔的第二腔面平面平行；
切换器件的第一表面平面 与 切换器件的内部空腔的第一腔面平面 相互平行；
容纳容器（50）的容纳腔（51）与一号气球（41）相通，起到平衡气压的作用；
切换器件的内部空腔（53）与二号气球（42）相通，起到平衡气压的作用；
液体输送泵（10）的进口与容纳容器（50）的容纳腔（51）的底部相通；
液体输送泵（10）的出口与切换器件的内部空腔（53）相通；
当需要将切换器件作为反光镜使用的时候先将液体阀门（F）截止，再启动液体输送泵（10）将反光液态金属（Y）输送到切换器件（52）的内部空腔（53）内，使切换器件变成反光镜；
当需要将切换器件作为透光镜使用的时候先将液体阀门（F）开放，将反光液态金属（Y）在重力作用下流入到容纳容器（50）的容纳腔（51）内，使切换器件失去填充变成透明状态；
如图3所示，测试模式下：将第一号光路切换装置1-1、第二号光路切换装置1-2均置为透明状态（即光路切换装置内无反光液态金属填充），激光器（21）发射出激光（22），激光22 依次经过第一号光路切换装置（1-1）、光学整形器（90）、透镜组（91、92）、第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）至两相色镜（95），两相色镜（95）透射波长大于工作波长的杂光（22-2），杂光（22-2）被抛弃，两相色镜（95）反射 波长为工作波长的测试光（22-1），测试光（22-1）经过第三号反射镜（96）后再投射到样品（98）上，测试光（22-1）投射在样品（98）上后样品（98）会产生拉曼散射，产生指纹光（80），指纹光（80）经过聚光物镜（97）的收集后，通过第三号反射镜（96）的反射到达两相色镜（95），再经过第二号光路切换装置（1-2）到达第四号反射镜（100），然后又经过滤光器件（102），然后又经过聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到指纹光（80）的光谱信号输送给计算机，实现对样品的拉曼光谱分析。
如图4所示，校验模式下：将第一号光路切换装置1-1、第二号光路切换装置1-2均置为反射状态（即光路切换装置内有反光液态金属填充），激光器（21）发射出激光（22）、激光（22）依次经过第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）、第四号反射镜（100）、滤光器件（102）、聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到激光（22）的光谱信号输送给计算机，实现对激光（22）分析，以检验激光（22）的杂光含量，以检测激光器的工作状态，连续测试时，在每次测试之前进行一次激光器的检测，能够及时发现激光器是否处于正常状态。
技术内容2、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：切换器件的材料是石英。
技术内容3、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：容纳容器（50）的制作材料是玻璃。
技术内容4、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：输液管路（31）的制作材料是玻璃。
技术内容5、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：一号气球（41）的制作材料是橡胶。
技术内容6、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：二号气球（42）的制作材料是橡胶。
技术内容7、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：反光液态金属（Y）是水银。
技术内容8、如技术内容1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：液体阀门（F）采用电磁控制。
技术内容说明及技术内容的有益效果。
本发明的反光与否状态切换时不需要挪动或拆卸或转动固态部件，因为本发明实现光路切换后不需要重新调试，可快速切换光路，可用于各种光学系统之中。本发明也可以用于拉曼光谱检测系统。
本发明也可以用来将光学系统中的激光器的光切换到检测设备中，实现对光源的光的检测，校验光源后可以快速切换到测试状态。
附图说明
图1 为本发明的一个实施例，图1为一个拉曼光谱测试系统；第一号光路切换装置（1-1）的内部空腔未被反光液态金属填充呈透明状态，第一号光路切换装置（1-2）的内部空腔未被反光液态金属填充呈透明状态。
图2为图1的另一个状态，第一号光路切换装置（1-1）的内部空腔被反光液态金属填充呈反射状态，第一号光路切换装置（1-2）的内部空腔被反光液态金属填充呈反射状态。
图3为本发明的一个实施例的示意图，当前切换器件52的状态为透明。其中21为激光器，22为激光束，23为22射入切换器件（52）的光束，24为23射出切换器件的出射光束。
图4为图1实施例的另一个状态，当前切换器件52的状态为具有反射能力。其中22为激光束，25反射光束，98为被测样品，99为承载被测样品的载物台。
具体实施例
实施例1、如图1、2所示，一种拉曼光谱测试系统，包括其中激光器（21）、、光学整形器（90）、用于改变光斑大小的透镜组（91、92），第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2），第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）、第三号反射镜（96）、第四号反射镜（100）、两相色镜（95）、滤光器件（102）（滤掉波长为工作波长的光），聚光凸透镜（101），聚光物镜（97），CCD为光采集模块，CCD用于采集经过单色仪采集光学信号发送至计算机。
第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）为如图3、4所示的同种光路切换装置，他们都具有如下特征：包括液体输送泵（10）、容纳容器（50）、输液管路（31）、透明材料制成的切换器件（52）、液体阀门（F）、一号气球（41）、二号气球（42）、反光液态金属（Y）；
切换器件（52）具有第一表面平面、第二表面平面，切换器件的第一表面平面与切换器件的第二表面平面平行；
切换器件具有内部空腔（53）；
切换器件的内部空腔具有第一腔面平面、第二腔面平面，切换器件的内部空腔的第一腔面平面与切换器件的内部空腔的第二腔面平面平行；
切换器件的第一表面平面 与 切换器件的内部空腔的第一腔面平面 相互平行；
容纳容器（50）的容纳腔（51）与一号气球（41）相通，起到平衡气压的作用；
切换器件的内部空腔（53）与二号气球（42）相通，起到平衡气压的作用；
液体输送泵（10）的进口与容纳容器（50）的容纳腔（51）的底部相通；
液体输送泵（10）的出口与切换器件的内部空腔（53）相通；
当需要将切换器件作为反光镜使用的时候先将液体阀门（F）截止，再启动液体输送泵（10将反光液态金属（Y）输送到切换器件（52）的内部空腔（53）内，使切换器件变成反光镜；
当需要将切换器件作为透光镜使用的时候先将液体阀门（F）开放，将反光液态金属（Y）在重力作用下流入到容纳容器（50）的容纳腔（51）内，使切换器件失去填充变成透明状态；
如图3所示，测试模式下：将第一号光路切换装置1-1、第二号光路切换装置1-2均置为透明状态（即光路切换装置内无反光液态金属填充），激光器（21）发射出激光（22），激光22 依次经过第一号光路切换装置（1-1）、光学整形器（90）、透镜组（91、92）、第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）至两相色镜（95），两相色镜（95）透射波长大于工作波长的杂光（22-2），杂光（22-2）被抛弃，两相色镜（95）反射 波长为工作波长的测试光（22-1），测试光（22-1）经过第三号反射镜（96）后再投射到样品（98）上，测试光（22-1）投射在样品（98）上后样品（98）会产生拉曼散射，产生指纹光（80），指纹光（80）经过聚光物镜（97）的收集后，通过第三号反射镜（96）的反射到达两相色镜（95），再经过第二号光路切换装置（1-2）到达第四号反射镜（100），然后又经过滤光器件（102），然后又经过聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到指纹光（80）的光谱信号输送给计算机，实现对样品的拉曼光谱分析。
如图4所示，校验模式下：将第一号光路切换装置1-1、第二号光路切换装置1-2均置为反射状态（即光路切换装置内有反光液态金属填充），激光器（21）发射出激光（22）、激光（22）依次经过第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）、第四号反射镜（100）、滤光器件（102）、聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到激光（22）的光谱信号输送给计算机，实现对激光（22）分析，以检验激光（22）的杂光含量，以检测激光器的工作状态，连续测试时，在每次测试之前进行一次激光器的检测，能够及时发现激光器是否处于正常状态。
本实施例可以实时的校验激光器的状态，切换模式后无需调试系统，可以实现测试模式和校验模式的快速转换。
实施例3、 实施例2的工作波长的波长值为785nm。
本发明的光路切换装置的应用范围不局限于拉曼光谱分析系统。
Claims (8)
1.一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：包括其中激光器（21）、光学整形器（90）、用于改变光斑大小的透镜组（91、92），第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2），第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）、第三号反射镜（96）、第四号反射镜（100）、两相色镜（95）、滤光器件（102），聚光凸透镜（101），聚光物镜（97），CCD为光采集模块，CCD用于采集经过单色仪采集光学信号发送至计算机;
第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）为同种光路切换装置，他们都具有如下特征：包括液体输送泵（10）、容纳容器（50）、输液管路（31）、透明材料制成的切换器件（52）、液体阀门（F）、一号气球（41）、二号气球（42）、反光液态金属（Y）；
切换器件（52）具有第一表面平面、第二表面平面，切换器件的第一表面平面与切换器件的第二表面平面平行；
切换器件具有内部空腔（53）；
切换器件的内部空腔具有第一腔面平面、第二腔面平面，切换器件的内部空腔的第一腔面平面与切换器件的内部空腔的第二腔面平面平行；
切换器件的第一表面平面与切换器件的内部空腔的第一腔面平面相互平行；
容纳容器（50）的容纳腔（51）与一号气球（41）相通，起到平衡气压的作用；
切换器件的内部空腔（53）与二号气球（42）相通，起到平衡气压的作用；
液体输送泵（10）的进口与容纳容器（50）的容纳腔（51）的底部相通；
液体输送泵（10）的出口与切换器件的内部空腔（53）相通；
当需要将切换器件作为反光镜使用的时候先将液体阀门（F）截止，再启动液体输送泵（10）将反光液态金属（Y）输送到切换器件（52）的内部空腔（53）内，使切换器件变成反光镜；
当需要将切换器件作为透光镜使用的时候先将液体阀门（F）开放，将反光液态金属（Y）在重力作用下流入到容纳容器（50）的容纳腔（51）内，使切换器件失去填充变成透明状态；
测试模式下：将第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）均置为透明状态，即光路切换装置内无反光液态金属填充，激光器（21）发射出激光（22），激光（ 22） 依次经过第一号光路切换装置（1-1）、光学整形器（90）、透镜组（91、92）、第一号反射镜（93）、第二号反射镜（94）至两相色镜（95），两相色镜（95）透射波长大于工作波长的杂光（22-2），杂光（22-2）被抛弃，两相色镜（95）反射波长为工作波长的测试光（22-1），测试光（22-1）经过第三号反射镜（96）后再投射到样品（98）上，测试光（22-1）投射在样品（98）上后样品（98）会产生拉曼散射，产生指纹光（80），指纹光（80）经过聚光物镜（97）的收集后，通过第三号反射镜（96）的反射到达两相色镜（95），再经过第二号光路切换装置（1-2）到达第四号反射镜（100），然后又经过滤光器件（102），然后又经过聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到指纹光（80）的光谱信号输送给计算机，实现对样品的拉曼光谱分析;
校验模式下：将第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）均置为反射状态，即光路切换装置内有反光液态金属填充，激光器（21）发射出激光（22）、激光（22）依次经过第一号光路切换装置（1-1）、第二号光路切换装置（1-2）、第四号反射镜（100）、滤光器件（102）、聚光凸透镜（101）进入单色仪，再后CCD采集到激光（22）的光谱信号输送给计算机，实现对激光（22）分析，以检验激光（22）的杂光含量，以检测激光器的工作状态，连续测试时，在每次测试之前进行一次激光器的检测，能够及时发现激光器是否处于正常状态；所述的液体阀门（F）采用电磁控制。
2.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的反光液态金属（Y）为单质汞。
3.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的切换器件的材料是石英。
4.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的容纳容器（50）的制作材料是玻璃。
5.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的输液管路（31）的制作材料是玻璃。
6.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的一号气球（41）的制作材料是橡胶。
7.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：所述的二号气球（42）的制作材料是橡胶。
8.如权利要求1所述的一种拉曼光谱测试系统，其特征在于：滤光器件（102）滤掉的光的波长为工作波长的光的波长。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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