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原文传递一种高收集效率的腔增强拉曼检测装置

专利名称：	一种高收集效率的腔增强拉曼检测装置
摘要：	本发明提供了一种高收集效率的腔增强拉曼检测装置，利用光源模块向球面反射镜的反射面发射激发光束，通过一对球面反射镜实现多次反射，形成中心汇聚的反射平面光，并穿过收集腔的通光窗口，于抛物面镜的焦点处汇聚，样品管放置于焦点处，待测样品被反射平面光多次激发产生强拉曼散射，其中，大部分散射光经抛物面镜准直后从信号收集孔出射，小部分散射光在收集腔内部不断反射后多次经过焦点，与反射平面光共同作用于样品，实现待测样品的信号强度地进一步增强，出射的拉曼信号光经透镜组滤波并汇聚至光纤中，由拉曼光谱仪分析处理。本发明可在多次激发样品产生强拉曼散射的同时提高信号收集效率，实现样品的高灵敏度检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	方勇华;苗俊芳;李振钢;刘家祥;宁志强;徐海春;潘莹
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202311254742.2
公开号：	CN116990281A
代理机构：	安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
代理人：	陈问渠
分类号：	G01N21/65;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/65;G01N21/01
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
主权项：	1.一种高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是包括：光源模块，用于向球面反射镜组的反射面发射经整形后的激发光束；球面反射镜组，为一对反射面为凹面并相对设置的球面反射镜（2），一对球面反射镜（2）所在位置以抛物面镜（31）焦点为对称中心相对称，分设在抛物面镜（31）外围两侧，通过其中一个球面反射镜（2）的反射面接收所述激发光束，所述激发光束在两反射面之间不断反射，形成中心汇聚的反射平面光，所述反射平面光能够经抛物面镜（31）上的两处通光窗口（32）全部射入抛物面镜（31）内，且汇聚点与抛物面镜（31）的焦点重合；拉曼收集模块，包括抛物面镜（31）、第二平面镜（33）与样品管（34）；所述第二平面镜（33）可拆卸地封装在抛物面镜（31）开口端，与抛物面镜（31）共同围设形成的内腔作为收集腔，露出于抛物面镜（31）腔内的镜面上预留开孔，作为信号收集孔（35），用于收集腔内散射光的出射；所述抛物面镜（31）上开设的两处通光窗口（32）以焦点为对称中心对称分布，分别与所在侧球面反射镜（2）的反射面相对；所述样品管（34）无色透明，与抛物面镜（31）的主轴以及两球面反射镜（2）的中心线均相垂直，穿过焦点，穿设在抛物面镜（31）上，两端管口露出于收集腔外，分别用于待测样品的进样与出样，位于收集腔内焦点处的管内待测样品通过反射平面光的多次激发产生强拉曼散射，所形成的散射光中，一部分直接从信号收集孔（35）出射，剩余部分中，大部分经抛物面镜（31）准直为平行光后，从信号收集孔（35）出射，小部分在收集腔内不断反射，多次经过焦点，与反射平面光共同作用于管内待测样品；透镜组，用于对自所述收集腔所出射的拉曼信号光滤波并汇聚至光纤（5）中；拉曼光谱仪（6），通过光纤（5）接收过滤后的拉曼信号光，用于对过滤后的拉曼信号光的分析处理。 2.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述信号收集孔（35）所在位置位于抛物面镜（31）开口端中部，呈圆形通孔状，孔径与抛物面镜（31）开口端的直径比例设置为1:3及以上。 3.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述通光窗口（32）顺着抛物面镜（31）的壁厚方向自外至内呈外宽内窄的结构，设有高透过率的光学窗片。 4.根据权利要求3所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述光学窗片的透过率为95%以上，材质类型包括氟化镁、氟化钙、熔融石英。 5.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述抛物面镜（31）内壁抛光并镀膜，基底材质为铝、铜或不锈钢，镀膜材质为金、银、不锈钢或铝。 6.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述光源模块包括激发光源（11）、第一聚焦透镜（12）、第一平面镜（13），由激发光源（11）发射激发光束，通过第一聚焦透镜（12）聚焦后，经第一平面镜（13）反射后射向透镜组中其中一个球面反射镜（2）的反射面。 7.根据权利要求1或6所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：由所述光源模块发射的激发光束为窄线宽激发光。 8.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述样品管（34）的材质类型包括石英、硼硅酸玻璃、光学玻璃，待测样品类型包括液体、气体。 9.根据权利要求1所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述光纤（5）一端为信号收集端，并对准透镜组的焦点，接收来自透镜组聚焦的拉曼信号光，另一端为信号输出端，并对准拉曼光谱仪（6）的入射狭缝。 10.根据权利要求1或9所述的高收集效率的腔增强拉曼检测装置，其特征是：所述透镜组位于收集腔外围，正对所述第二平面镜（33），顺着拉曼信号光的出射方向依次包括与所述抛物面镜（31）的主轴呈共轴对齐、间隔布置的高通滤波器（41）和第二聚焦透镜（42），通过所述高通滤波器（41）滤除拉曼信号光中的瑞利散射光，通过所述第二聚焦透镜（42）将过滤后的拉曼信号光聚焦并送入光纤（5）中，所述光纤（5）的信号收集端对准第二聚焦透镜（42）的焦点。
所属类别：	发明专利