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原文传递一种远程SERS光谱检测系统及方法

专利名称：	一种远程SERS光谱检测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种远程SERS光谱检测系统及方法。该系统包括：脉冲激光光源，用于发出脉冲激光作为拉曼激发光；光纤拉曼探头，用于将拉曼激发光耦合至光纤SERS探针；光纤SERS探针，用于将拉曼激发光传输至待测物体处产生SERS信号光，后向散射SERS信号光经由光纤拉曼探头耦合至单色仪；单色仪，用于对后向散射SERS信号光进行分光，得到不同波长处的后向散射SERS信号光；高速光电探测器，用于将不同波长处的后向散射SERS信号光转换为电信号；处理器，用于处理电信号，得到待测物体的SERS光谱，以及用于控制脉冲激光的输出和单色仪中光栅的自动扫描，实现两者的时钟同步。本发明能够将光纤自身拉曼的积累效应局限在脉冲持续时间内，从而极大提高SERS光谱的远程检测能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	东莞理工学院
发明人：	刘晔;周飞;王红成
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910052916.4
公开号：	CN109884025A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	程华
分类号：	G01N21/65(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	523000 广东省东莞市松山湖科技产业园区大学路1号
主权项：	1.一种远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述系统包括：脉冲激光光源，用于发出脉冲激光，所述脉冲激光作为拉曼激发光；光纤拉曼探头，与所述脉冲激光光源连接，用于将所述拉曼激发光耦合至光纤SERS探针；光纤SERS探针，与所述光纤拉曼探头连接，用于将所述拉曼激发光传输至待测物体处产生SERS信号光，所述SERS信号光包括向前散射SERS信号光以及向后散射SERS信号光；所述后向散射SERS信号光经所述光纤SERS探针回传，并经由光纤拉曼探头耦合至单色仪；单色仪，与所述光纤拉曼探头连接，用于对所述后向散射SERS信号光进行分光，得到不同波长处的所述后向散射SERS信号光；高速光电探测器，与所述单色仪连接，用于将不同波长处的后向散射SERS信号光转换为电信号；处理器，分别与所述脉冲激光光源、所述高速光电探测器以及所述单色仪连接，用于处理所述电信号，得到待测物体的SERS光谱，以及用于控制脉冲激光的输出和单色仪中光栅的自动扫描，实现两者的时钟同步。 2.根据权利要求1所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述光纤拉曼探头包括输入光纤、输出光纤、探头主体以及探测端；所述输入光纤以及所述输出光纤与所述探头主体的一端连接，所述探头主体的另一端连接所述探测端；所述输入光纤连接所述脉冲激光光源，所述输出光纤连接所述单色仪，所述探测端与所述光纤SERS探针连接。 3.根据权利要求2所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述探测端包括FC/PC或SMA905光纤接口。 4.根据权利要求1所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述光纤SERS探针包括传输段以及探测段，所述传输段用于传输拉曼激发光以及所述后向散射SERS信号光；所述探测段用于产生SERS信号光。 5.根据权利要求4所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述传输段为石英光纤；所述探测段由表面制备有贵金属纳米颗粒的光纤构成。 6.根据权利要求1所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述单色仪包括光纤适配器，用于耦合所述后向散射SERS信号光。 7.根据权利要求1所述的远程SERS光谱检测系统，其特征在于，所述单色仪中光栅的延时时间为100ms～500ms，光栅的延时时间是指单色仪中光栅相邻两次转动的间隔时间。 8.一种远程SERS光谱检测方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1-7任意一项所述的远程SERS光谱检测系统，所述方法包括：获取脉冲激光，所述脉冲激光为拉曼激发光；通过所述拉曼激发光对待测物体进行探测，得到后向散射SERS信号光；将所述后向散射SERS信号光进行分光，得到不同波长处的后向散射SERS信号光；将不同波长处的后向散射SERS信号光进行转换，得到电信号；去除脉冲持续时间内光纤SERS探针的传输光纤自身的拉曼信号，得到待测物的后向散射SERS信号；对所述待测物的后向散射SERS信号进行处理得到待测物体的SERS光谱。 9.根据权利要求8所述的远程SERS光谱检测方法，其特征在于，所述将所述后向散射SERS信号光进行分光，得到不同波长处的后向散射SERS信号光，具体包括：将单色仪中的光栅固定在预设位置，获取当前时刻的后向散射SERS信号光；所述后向散射SERS信号光包括多个脉冲信号光；对所述多个脉冲信号光进行平均和去本底处理，得到一个波长处的后向散射SERS信号光；改变光栅的位置，得到不同波长处的后向散射SERS信号光。
所属类别：	发明专利