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原文传递一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统及其控制方法

专利名称：	一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统及其控制方法，系统包括：窄线宽激光光源、共聚焦显微信号收集系统和计算机，窄线宽激光光源用于产生激光并输出至共聚焦显微信号收集系统，共聚焦显微信号收集系统用于接收激光，并将激光照射到样品上激发产生信号光，对信号光进行处理后发送至计算机，计算机用于对信号光进行读取和可视化处理。本发明所提供的教学用拉曼光谱仪系统的控制方法，利用基础光学部件组装拉曼光谱仪，可拆装，可重复使用，工艺先进，稳定可靠，成本低廉，性价比高，适合中学、大学的教学实验与要求较低的科研活动。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京青木子科技发展有限公司
发明人：	郭鑫;于志浩;匡传富;张广鸿;郑俊荣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910011791.0
公开号：	CN109799221A
代理机构：	北京天悦专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	田明;任晓航
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100085 北京市海淀区上地信息路26号5层0511室
主权项：	1.一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，包括：窄线宽激光光源、共聚焦显微信号收集系统和计算机，所述窄线宽激光光源用于产生激光并输出至所述共聚焦显微信号收集系统，所述共聚焦显微信号收集系统用于接收所述激光，并将所述激光照射到样品上激发产生信号光，对所述信号光进行处理后发送至所述计算机，所述计算机用于对所述信号光进行读取和可视化处理。 2.根据权利要求1所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述窄线宽激光光源包括：封装完成的激光发生器和对应的线性多级可调激励电源，所述激光发生器与所述线性多级可调激励电源连接。 3.根据权利要求2所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述共聚焦显微信号收集系统包括：可拆装的水平方向从前至后设置的样品负载区、物镜、二向色镜和反射镜，水平方向从左至右设置的所述反射镜、滤光片、凸透镜、狭缝和第一凹面镜，还包括光栅、第二凹面镜和CCD相机，所述激光发生器设置在所述二向色镜的水平右侧，所述激光发生器的出光口对准所述二向色镜，所述CCD相机的镜头对准所述第二凹面镜，所述激光发生器输出的激光经所述二向色镜反射到所述物镜上，通过所述物镜聚焦到所述样品负载区的样品上，所述样品受所述激光激发产生信号光，所述信号光经过所述物镜回到所述二向色镜，透过所述二向色镜指向所述反射镜，反射后经过所述滤光片、所述凸透镜、所述狭缝和所述第一凹面镜后变为平行光，变为平行光后的所述信号光在所述光栅上分光，分光后不同颜色的所述信号光通过所述第二凹面镜汇聚到所述CCD相机上的不同的点，通过所述CCD相机发送至所述计算机。 4.根据权利要求3所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述滤光片为Edge滤光片。 5.根据权利要求3所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述激光发生器的出光口对准所述二向色镜的正中心，所述激光发生器发出的激光光路与所述二向色镜的镜面之间的夹角为45度。 6.根据权利要求3所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，穿过所述二向色镜的激光光路与所述反射镜的镜面之间的夹角为45度，所述反射镜为平面镜。 7.根据权利要求3所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统，其特征在于，所述凸透镜的焦点位于所述狭缝中央，经所述反射镜反射后的激光光路经过所述凸透镜聚焦后穿过所述狭缝中央。 8.基于权利要求3-7任一项所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统的控制方法，其特征在于，包括： S1、将各光学元件与其对应的支撑套件和元件架组装在一起； S2、将窄线宽激光光源套组固定在面包板中间偏左的位置，使激光方向水平向左，调节支撑杆，确定光路平面高度并与狭缝同高，打开线性多级可调激励电源，旋转安全钥匙，调节电流使发出的激光平行于桌面； S3、将二向色镜套组固定在窄线宽激光光源左侧，通过改变固定位置与角度进行粗略调整，通过旋转镜架上的调节旋钮进行精确调整，使激光照在二向色镜的正中，与二向色镜的镜面成第一预设角度的夹角，且反射光仍平行于桌面； S4、沿反射光方向第一预定距离处固定物镜套组，使激光完全进入物镜，形成平直的会聚光，用一白纸板确定焦点位置，将样品池架固定于此处； S5、沿穿过二向色镜的透射光方向第二预定距离处固定平面镜套组，调节使激光照在平面镜的正中，与平面镜的镜面成第二预设角度的夹角，且反射光平行于桌面射向右侧，沿该反射光方向第三预定距离处固定凸透镜套组，使激光从凸透镜中心穿过，且焦点位置位于狭缝中央； S6、沿狭缝位置顺激光方向向前至第一凹面镜的焦距处固定第一凹面镜套组，调节使激光照在第一凹面镜的正中，与第一凹面镜的镜面法线成一夹角，反射光平行于桌面且近似于平行光； S7、沿反射光方向于一定位置处安装光栅套组，调节使激光照在光栅的正中，反射光平行于桌面射向右侧，反复调节光栅与激光之间的夹角，并用一白纸板确定分光方向，直至得到一级衍射，调节使一级衍射光平行于桌面，并在此方向固定第二凹面镜套组；如果光栅的分光方向使长波长光位于内侧，则使激光照在第二凹面镜的外侧边缘，如果光栅的分光方向使长波长光位于外侧，则使激光照在第二凹面镜的内侧边缘；偏转第二凹面镜，使反射光向左侧射出，调节第二凹面镜与光栅的距离，使第二凹面镜恰好承接完整的光谱； S8、用一白纸板确定反射光焦点位置，将CCD相机固定于此处，调节使反射光聚焦于CCD相机的感光元件表面；如果光栅的分光方向使长波长光位于内侧，则使激光聚焦在CCD相机的窗口外侧边缘，如果光栅的分光方向使长波长光位于外侧，则使激光聚焦在CCD相机的窗口内侧边缘； S9、将滤光片套组固定于光栅与凸透镜之间，使激光垂直穿过滤光片中央，固定样品池架，盖上光谱仪盖； S10、启动计算机，接收CCD相机输出的信号光，并对其进行可视化处理。 9.根据权利要求8所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统的控制方法，其特征在于，所述滤光片为Edge滤光片。 10.根据权利要求8所述的一种可拆装的教学用拉曼光谱仪系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设角度为45度，所述第二预设角度为45度。
所属类别：	发明专利