[实用新型]拉曼散射光多点激发收集装置及拉曼检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种拉曼散射光多点激发收集装置及拉曼检测仪，属于光学技术领域。 

背景技术

拉曼效应，也称拉曼散射，光子的非弹性散射现象，1928年由印度物理学家钱德拉塞卡拉·拉曼发现，指光波在被散射后频率发生变化的现象。当光线从一个原子或分子散射出来时，绝大多数的光子，都是弹性散射的，这称为瑞利散射。在瑞利散射下，散射出来的光子，跟射入时的光子，它的能量、频率与波长是相同的。然而，有一小部份散射的光子，大约是一千万个光子中会出现一个，散射后的频率会产生变化，通常是低于射入时的光子频率，原因是入射光子和介质分子之间发生能量交换。这即是拉曼散射。 

由于拉曼散射十分微弱，如何增强拉曼散射光的采集是拉曼散射研究及应用的基础。首先由于拉曼散射光是朝各个方向散射的，所以接收拉曼散射光的物镜数值孔径越大，接收的拉曼散射光越多。但如果物镜数值孔径过大，激光透过物镜在待测样品表面形成的光斑会过小，即待测样品表面激发拉曼散射的区域面积过小，如果待测样品中物质的浓度分布不均匀，在这个过小的区域内产生的拉曼散射光无法准确反映待测样品中物质整体的浓度，也会给基于拉曼光谱分析带来更多的误判。 

在手持式拉曼光谱分析仪中接收拉曼散射光的物镜数值孔径比 较小，这样激光透过物镜可以在待测物表面形成一个较大的光斑，但收集的拉曼散射光却很少。在台式拉曼光谱分析仪中接收拉曼散射光的物镜数值孔径比较大，可以收集较多的拉曼散射光，但激光透过物镜可以在待测物表面形成的光斑却较小，得到的拉曼散射光无法准确测得待测样品中物质的整体浓度。既要扩大待测样品表面激发拉曼散射的区域，又要增强拉曼散射光的接收，这是设计拉曼散射光发生与采集装置的难题。 

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种既能扩大待测样品表面激发拉曼散射的区域，又能增强拉曼散射光接收的拉曼散射光多点激发收集装置及拉曼检测仪。 

本实用新型为了实现上述目的，采用了以下结构。 

本实用新型提供一种拉曼散射光多点激发收集装置，其特征在于，包括：提供入射激光的光源；微球阵列；位于微球阵列上方的物镜；位于物镜上方的二向色镜；以及用于固定微球阵列的透明基板。 

其中，微球阵列设置在物镜的焦平面上。微球阵列包括按阵列方式水平排布的若干个微球，每个微球固定在透明基板上。待检测的样品在下方贴近微球阵列，每个微球将投射到其上的入射激光再次会聚在样品上，形成光点阵列。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以具有这样的特征：其中，基板固定在微球阵列的上方或下方。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以 具有这样的特征：其中，微球单层排布。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以具有这样的特征：其中，微球的直径范围为200纳米至10微米。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以具有这样的特征：其中，二向色镜水平倾斜45°放置。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以具有这样的特征，还包括：位于二向色镜上方用于接收拉曼散射光的探测器。 

另外，在本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置中，还可以具有这样的特征，还包括：位于二向色镜和探测器之间用于会聚拉曼散射光到探测器上的透镜。 

本实用新型还提供一种拉曼检测仪，其特征在于，包括：用于激发并收集样品中拉曼散射光的拉曼散射光多点激发收集装置，拉曼散射光多点激发收集装置为上述的拉曼散射光多点激发收集装置；以及与拉曼散射光多点激发收集装置连接的光谱分析仪，用于测量拉曼散射光中不同波长光的相对强度以获得拉曼光谱。 

实用新型作用与效果 

根据本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置，由于在物镜的下方设置了包括若干个微球的微球阵列，因此入射激光经物镜会聚后形成比较大的一个光斑，光斑范围内的微球又将激光会聚到样品上，形成面积更小但能量更集中的光点，从而能够在较大的光斑范围内激发拉曼散射光，扩大了待测样品表面激发拉曼散射的区域，由于微球 整齐均匀的排列，在这个区域内激发拉曼散射的位置也是均匀分布的，因此，所得到的拉曼散射光可以准确代表待测样品中物质的浓度；而且由于微球的数值孔径较大，能够接收更多的拉曼散射光，因此能够增强了拉曼散射光的接收。 

附图说明

图1为本实用新型的拉曼散射光多点激发收集装置在实施例中的结构示意图；以及