[发明专利]一种提高微型拉曼光谱仪分辨率的方法

说明书

本发明采用激光‑狭缝分布函数，通过反卷积来提高微型拉曼光谱仪分辨率，从数据处理方法上提升拉曼光谱的分辨性能。

技术领域

本发明公布了一种提高微型拉曼光谱仪分辨率的方法，特别适用于一种采用激光-狭缝分布函数反卷积提高微型拉曼光谱仪分辨率的方法。

背景技术

近年来，随着激光技术和微型光谱仪技术的成熟，使得微型激光拉曼光谱仪得到快速发展，在化学、材料科学的研究中获得了广泛应用。但是这类拉曼光谱仪的分辨率一直徘徊在10cm^-1数量级范围，无法满足更精密的分析和测量，对于更精密的分辨率要求，还必须采用价格居高不下的大型高分辨光谱仪。

如果仅采用改良硬件的方式，目前的微型光谱仪无法突破4cm^-1的门槛，其原因在于激光线宽和光谱仪的入射狭缝都存在物理尺寸。通过提高激光器性能可以将激光线宽降至很窄，但会推高仪器造价；而另一更重要的因素是入射狭缝宽度，由于拉曼光非常弱，无法将狭缝降至很低，通常无法低于10微米，导致了目前微型光谱仪对拉曼光谱分辨率测量的上限。

本发明采用激光-狭缝分布函数，通过反卷积来提高微型拉曼光谱仪分辨率，从数据处理方法上提升拉曼光谱的分辨性能。

发明内容

真实的拉曼信号R，测量的是以激发波长为起点的反斯托克斯散射。但是激光并非严格处于唯一波长点，处在分布函数l（d）范围内的光子都会引起拉曼散射，叠加致使分辨率下降；另外，具有宽度的狭缝也使得光发射位置不唯一，展宽了接收位置。

如果，定义激光谱线分布函数l(d₁)和狭缝分布sl(d₂)；由于激光谱线分布，激励出的拉曼信号为R₁，有：

即，在波长λ处的实际拉曼散射响应是按照激光强度分布的不同波长激光的累加，换言之，实际拉曼响应R₁是真实响应R和激光谱线分布l（d₁）的卷积。

考虑狭缝因素，R₁又进一步受到影响，在光谱仪上采集到的信号R₂为：

将R₁带入R₂中并改写为卷积形式，即：