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原文传递一种纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪

专利名称：	一种纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪
摘要：	本发明公开一种纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，涉及光学测试设备领域，包括：激光发射单元、二向色镜单元、聚焦耦合透镜、脉冲展宽器、长通滤波单元、光线收集透镜和光线处理单元；其中，激光发射单元切换发射不同特征波长的纳秒脉冲激光信号，而二向色镜单元和长通滤波单元能够与激光发射单元同步切换，使得不同特征波长的纳秒脉冲激光信号，分别对应不同截止波长的二向色镜和长通滤波片，进而实现多波长测量。在燃烧诊断方面，技术的优势在于不仅能够利用纳秒脉冲激光提高拉曼散射光信的强度，减弱火焰产生的背景光信号，还能够通过多波长测量，消除拉曼信号中的荧光效应等噪声，从而，大大提高了火焰属性测量的精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	北京航空航天大学杭州创新研究院
发明人：	梁志荣;张斌;张恒;杨奇绅
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-30T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311104776.3
公开号：	CN117074387A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	袁晓哲
分类号：	G01N21/65;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65;G01N21/01
申请人地址：	310051 浙江省杭州市滨江区长河街道创慧街18号
主权项：	1.一种纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，包括：激光发射单元、二向色镜单元、聚焦耦合透镜、脉冲展宽器、长通滤波单元、光线收集透镜和光线处理单元；所述二向色镜单元包括多个截止波长不同的二向色镜；任一二向色镜能够反射波长小于自身截止波长的光信号，以及，透射波长大于自身截止波长的光信号；所述长通滤波单元包括：截止波长与各特征波长一一对应的长通滤波片；任一长通滤波片能够透射波长大于自身截止波长的光信号；所述激光发射单元，用于切换发射特征波长不同的纳秒脉冲激光信号；多个所述二向色镜的截止波长与各所述特征波长一一对应；所述二向色镜单元能够与所述激光发射单元同步切换，使截止波长与激光发射单元所发射纳秒脉冲激光信号的特征波长相匹配的二向色镜，切换至第一预设位置，以反射所述激光发射单元所发射的纳秒脉冲激光信号；其中，所述第一预设位置位于所发射纳秒脉冲激光信号的出射路径上；所述聚焦耦合透镜和所述脉冲展宽器位于被反射的纳秒脉冲激光信号的传输路径上；所述脉冲展宽器用于：对经所述聚焦耦合透镜聚焦后的纳秒脉冲激光信号，进行脉冲展宽；其中，经过脉冲展宽后的纳秒脉冲激光信号照射至待测目标，产生自发拉曼散射，得到拉曼散射光信号；所述拉曼散射光信号反向依次经所述脉冲展宽器和聚焦耦合透镜，到达位于所述第一预设位置的二向色镜；位于第一预设位置的二向色镜还用于：对拉曼散射光信号中大于自身截止波长的光信号进行透射，得到透射光信号；所述长通滤波单元能够与所述激光发射单元同步切换，使截止波长与激光发射单元所发射纳秒脉冲激光信号的特征波长相匹配的长通滤波片，切换至第二预设位置，以对所述透射光信号进行滤波；所述第二预设位置位于所述透射光信号的传输路径上；所述光线收集透镜，用于将滤波后的透射光信号聚焦至所述光线处理单元，以通过所述光线处理单元得到相应的光谱图。 2.根据权利要求1所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述拉曼光谱仪还包括：控制单元，用于控制所述激光发射单元切换发射不同特征波长的纳秒脉冲激光信号，以及，控制所述长通滤波单元和二向色镜单元与所述激光发射单元同步切换。 3.根据权利要求2所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述激光发射单元包括多个纳秒脉冲激光器，且不同纳秒脉冲激光器对应发射不同特征波长的纳秒脉冲激光信号；在控制所述激光发射单元切换发射不同特征波长的纳秒脉冲激光信号的方面，所述控制单元具体用于：按预设顺序控制多个纳秒脉冲激光器轮流进入工作状态，以切换发射不同纳秒脉冲激光信号。 4.根据权利要求3所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述二向色镜单元还包括：第一电动转轮，用于带动二向色镜组运动，以使各二向色镜能够位于所述第一预设位置；在控制所述二向色镜单元与所述激光发射单元同步切换方面，所述控制单元具体用于：控制所述第一电动转轮转动，以使多个二向色镜按所述预设顺序轮流位于所述第一预设位置。 5.根据权利要求3所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述长通滤波单元还包括：第二电动转轮，用于带动长通滤波片组运动，以使各长通滤波片能够位于所述第二预设位置；在控制所述长通滤波单元与所述激光发射单元同步切换方面，所述控制单元具体用于：控制所述第二电动转轮转动，以使多个长通滤波片按所述预设顺序轮流位于所述第二预设位置。 6.根据权利要求1所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述拉曼光谱仪还包括：反射镜，用于反射所述透射光信号，所述第二预设位置位于所述透射光信号的反射路径上。 7.根据权利要求1所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述拉曼光谱仪还包括：透射棱镜，位于所述激光发射单元和二向色镜单元之间，用于对所述纳秒脉冲激光信号的方向进行校准，使所述纳秒脉冲激光信号传输至所述二向色镜单元。 8.根据权利要求1所述的纳秒脉冲激光触发的多波长拉曼光谱仪，其特征在于，所述待测目标为燃烧室中的气体分子，所述拉曼光谱仪还包括：光束阻挡装置，与所述燃烧室对应设置，用于对透射通过所述燃烧室的纳秒脉冲激光信号进行吸收。
所属类别：	发明专利