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原文传递高效光程折叠器件及拉曼探测器和系统

专利名称：	高效光程折叠器件及拉曼探测器和系统
摘要：	本申请属于激光探测领域，提供一种高效光程折叠器件及拉曼探测器和系统，高效光程折叠器件可以实现对光束的多次反射，具备较长的光程以及较高的光程体积比，体积小巧；拉曼探测器通过采用高效光程折叠器件，使激励激光可以多次通过样品室，反复激发待测样品，从而获得增强的拉曼光信号；拉曼探测系统通过采用拉曼探测器，对增强的拉曼光信号进行收集和光谱分析、体积小、光路结构稳定，可以有效提高待测样品的拉曼光谱分析结果的准确性和精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	徐州旭海光电科技有限公司
发明人：	陈波;许辉杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910304444.7
公开号：	CN110108692A
代理机构：	深圳中一联合知识产权代理有限公司
代理人：	李艳丽
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	221000 江苏省徐州市经济技术开发区清洁技术产业园服务中心208室
主权项：	1.一种高效光程折叠器件，其特征在于，包括：一个输入端，用于输入光束；一个输出端，用于输出光束，所述输入端与所述输出端分离设置；一个主平面反射镜；一个凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f，所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统的光轴在所述焦平面上的交点；一个倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1且θ1不为零；至少一个直角反射镜，所述直角反射镜的非反射面的面积小于所述主平面反射镜且所述直角反射镜的两个反射面朝向所述凹面反射镜设置；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜和所述倾斜反射镜共面且位于所述凹面反射镜的焦平面，所述输入端和所述输出端位于所述主平面反射镜的同一端；光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述至少一个直角反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出。 2.如权利要求1所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述至少一个直角反射镜包括：一个切角直角反射镜，相对所述输入端和所述输出端设置于所述主平面反射镜的另一端；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述切角直角反射镜的切角共面且位于所述凹面反射镜的焦平面。 3.如权利要求1所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述至少一个直角反射镜包括：一个直角反射镜，相对所述输入端和所述输出端设置于所述主平面反射镜的另一端；一个切角直角反射镜，与所述输入端和所述输出端设置于所述主平面反射镜的同一端，所述直角反射镜和所述切角直角反射镜的中轴线错位Δx且Δx不为零；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述切角直角反射镜的切角共面且位于所述凹面反射镜的焦平面。 4.一种高效光程折叠器件，其特征在于，包括：一个输入端，用于输入光束；一个输出端，用于输出光束，所述输入端与所述输出端分离设置；一个主平面反射镜；一个凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f，所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统的光轴在所述焦平面上的交点，所述主平面反射镜偏离所述焦平面设置且偏离量为Δf；一个倾斜反射镜，面积小于所述主平面反射镜，所述倾斜反射镜包括相邻设置的两个反射面，其中一个反射面的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1且θ1不为零，另一个反射面的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ2；一个第一条反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述第一条反射镜的法线与入射其上的光束之间的倾斜角为γ1且γ1不为零；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述第一条反射镜共面，所述输入端和所述输出端位于所述主平面反射镜的同一端，所述第一条反射镜相对所述输入端和所述输出端设置于所述主平面反射镜的另一端；光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述第一条反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出。 5.如权利要求4所述的高效光程折叠器件，其特征在于，还包括：一个第二条反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述第二条反射镜的法线与入射其上的光束之间的倾斜角为γ2且γ2不为零；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜所述第一条反射镜和所述第二条反射镜共面，所述输入端、所述输出端和所述第二条反射镜位于所述主平面反射镜的同一端，或者，所述第一条反射镜和所述输出端位于所述主平面反射镜的同一端；光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜、所述第一条反射镜和所述第二条反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出。 6.如权利要求4或5所述的高效光程折叠器件，其特征在于，-5％f≤Δf≤-0.5％f；或者，0.5％f≤Δf≤5％f。 7.如权利要求6所述的高效光程折叠器件，其特征在于，所述偏离量Δf为正，所述主平面反射镜到所述凹面反射镜的距离大于所述焦距f。 8.一种拉曼探测器，其特征在于，包括：一个输入端，用于输入激励光束；一个输出端，用于输出激励光束，所述输入端与所述输出端分离设置；一个主平面反射镜；一个凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f，所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统的光轴在所述焦平面上的交点；一个倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1且θ1不为零；一个样品室，含有待测样品，置于所述倾斜反射镜区域和共轭区域中的至少一个，所述共轭区域与所述倾斜反射镜关于所述原点对称，所述倾斜反射镜区域和所述共轭区域中的至少一个镀有可反射激励光束且可透射拉曼光信号的多层介质膜；至少一个拉曼信号输出装置，置于所述多层介质膜后远离所述样品室的一侧；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述拉曼信号输出装置的出射面共面且位于所述凹面反射镜的焦平面；激励光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述样品室和所述倾斜反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出激励光束，所述激励光束通过所述样品室时激励出与所述激励光束波长不同的拉曼光信号，所述拉曼光信号从所述拉曼信号输出装置输出。 9.一种拉曼探测器，其特征在于，包括：一个如权利要求1～7任一项所述的高效光程折叠器件；一个样品室，含有待测样品，置于所述倾斜反射镜区域和共轭区域中的至少一个，所述共轭区域与所述倾斜反射镜关于所述原点对称，所述倾斜反射镜区域和所述共轭区域中的至少一个镀有可反射激励光束且可透射拉曼光信号的多层介质膜；至少一个拉曼信号输出装置，置于所述多层介质膜后方远离所述样品室的一侧；所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜、所述倾斜反射镜和所述拉曼信号输出装置的出射面共面且位于所述凹面反射镜的焦平面；激励光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜、所述样品室和所述倾斜反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出激励光束，所述激励光束通过所述样品室时激励出与所述激励光束波长不同的拉曼光信号，所述拉曼光信号从所述拉曼信号输出装置输出。 10.一种拉曼探测系统，其特征在于，包括：一个如权利要求8或9所述的拉曼探测器；一个稳频激光器，与所述输入端连接，用于产生所述激励光束；以及一个光谱仪，与所述拉曼信号输出装置连接，用于收集所述拉曼光信号，获得所述待测样品的拉曼光谱并进行光谱分析。
所属类别：	发明专利