[发明专利]一种温度控制型单光源CARS光谱装置及检测拉曼活性介质的方法

说明书

本发明公开了一种温度控制型单光源CARS光谱装置及检测拉曼活性介质的方法，其包括：脉冲激光器；光隔离器，其用以使得所述脉冲光束、第一合成光束沿各自对应的传输方向单方向传输；第一聚焦透镜；激发池，其用以接收经由第一聚焦透镜聚焦的所述光脉冲光束、并产生第一合成光束；控温元件，其用以调控所述激发池的温度；第二聚焦透镜；测量池，其用以接收经由第二聚焦透镜聚焦的所述第一合成光束、并产生第二合成光束；第一滤波器，其用以自所述第二合成光束分离出CARS光信号；以及用以对所述CARS光信号进行检测的第一探测器；本发明有效降低了成本、光路调节难度以及维护难度的同时提高了检测精度。

技术领域

本发明属于激光光谱技术领域，具体的说是涉及一种温度控制型单光源CARS光谱装置及检测拉曼活性介质的方法。

背景技术

CARS(相干反斯托克斯拉曼散射)光谱技术是一种三阶非线性激光光谱技术，该技术核心要点是利用分子的拉曼活性共振来获取气态、液态和固态中分子的光谱信号。

就目前而言，CARS光谱技术多采用两束或多束激光光源，其中一束激光作为泵浦光，另一束激光(一般由染料激光器或者OPO产生)作为斯托克斯拉曼光，同时以依据情况不同可能再采用一束激光作为探测光(或者泵浦光同时作为探测光)，因此至少需要两台激光器或者至少一台激光器和一台OPO以提供输入激光。但是需要说明但是，现有的CARS技术采用上述方案所构成的装置则往往面临着成本过高，精密的可调谐激光系统维护困难并需要定期校正等问题。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种基于SRS(受激拉曼散射)和SBS(受激布里渊散射)的单光源CARS光谱装置，所述装置通过采用拉曼活性物质作为斯托克斯光产生装置，与泵浦激光器配合实现了待测拉曼活性物种的检测过程。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种温度控制型单光源CARS光谱装置，其特征在于，包括：

脉冲激光器，其用以输出光脉冲光束；

光隔离器，其用以分离入射的光信号以使得所述光脉冲光束、第一合成光束沿各自对应的传输方向单方向传输；

第一聚焦透镜；

激发池，其用以接收经由第一聚焦透镜聚焦的所述光脉冲光束、并产生至少由后向受激拉曼散射光(BSRS)和后向受激布里渊散射光(SBS)所构成的第一合成光束；

控温元件，其用以调控所述激发池的温度；

第二聚焦透镜；

测量池，其用以接收经由第二聚焦透镜聚焦的所述第一合成光束、并产生至少由第一合成光束、CARS光信号所构成的第二合成光束；

第一滤波器，其用以自所述第二合成光束分离出CARS光信号；

以及用以对所述CARS光信号进行检测的第一探测器；

其中，所述脉冲激光器所输出光脉冲光束通过所述光隔离器后经由第一聚焦透镜聚焦后入射至温度受控于控温元件的所述激发池中；激发池内的介质受激所产生的由后向受激拉曼散射光(BSRS)和后向受激布里渊散射光所构成的第一合成光束经由所述第一聚焦透镜聚焦、所述光隔离器分离、所述第二聚焦透镜聚焦后入射至所述测量池中；测量池受激所产生的由第一合成光束、CARS光信号所构成的第二合成光束经由第一滤波器分离出CARS光信号后，由第一探测器对所述CARS光信号进行检测。

基于上述方案，进一步优选的，

所述激发池内介质的选取原则为其所对应的拉曼斯托克斯光光谱能够覆盖待测物种所对应的拉曼斯托克斯光特征光谱线且能够产生受激拉曼散射光信号和后向受激布里渊散射光信号的介质。

基于上述方案，进一步优选的，