[发明专利]一种基于空芯管液体光纤拉曼探头及拉曼测试系统

说明书

本申请提供了一种基于空芯管液体光纤拉曼探头及拉曼测试系统，所述探头包括空芯光纤、套筒和底座，所述套筒包括设置在所述套筒内部中心的空芯通管；所述空芯光纤容置在所述空芯通管内，用于吸取液体以及传输激光；所述底座包括反射镜，所述反射镜设置于所述底座内部，所述套筒与所述底座之间设置底座隔板，所述底座隔板正对所述空芯通管管口位置设置开孔，所述反射镜与所述底座隔板形成光学反射腔，所述空芯通管管口正对所述反射镜；其中，经由所述空芯光纤出射的激光能够进入光学反射腔，并经由所述光学反射腔反射回所述空芯光纤。

技术领域

本申请涉及光纤传感以及光谱检测领域，具体涉及一种基于空芯管液体光纤拉曼探头及拉曼测试系统。

背景技术

拉曼光谱分析是以拉曼散射为基础建立起来的测量分子结构表征技术，可用来对分子的化学官能团进行鉴定，其测试结果不受水溶剂的影响，并可实现样品成分的特异性检测，可广泛应用于食品安全、环境监测等领域中液体样品的痕量物质的检测。但由于传统的拉曼散射信号弱是瑞利散射光强的10³分之一，其应用范围受到限制。为了提高光纤式拉曼光谱的信号强度，人们普遍采用拉曼分析增强技术，比如表面增强拉曼光谱技术(SERS)，利用带有金属粒子的微纳级粗糙表面可以增强拉曼反射光，使其检测限提高4至10个数量级。在表面增强拉曼检测的基础上，进一步提高散射信号光的收集效率以及设计结构简单、便携用于现场测量、可实现物质的定性定量检测的拉曼探头迫在眉睫。

发明内容

本申请的目的在于提供一种空芯管液体光纤拉曼探头及拉曼测试系统，用于解决拉曼散射光高效率收集的超增强的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案如下：

第一方面：本申请提供了一种基于空芯管液体光纤拉曼探头，所述探头包括：空芯光纤、套筒和底座，

所述套筒包括设置在所述套筒内部中心的空芯通管；

所述空芯光纤容置在所述空芯通管内，所述空芯光纤用于吸取液体以及传输激光；

所述空芯光纤内部表面设置粗糙颗粒物修饰，用于实现所述空芯光纤内表面增强拉曼散射；所述底座包括反射镜，所述反射镜设置于所述底座内部，所述套筒与所述底座之间设置底座隔板，所述底座隔板正对所述空芯通管管口位置设置开孔，所述反射镜与所述底座隔板形成光学反射腔，所述空芯通管管口正对所述反射镜；

其中，经由所述空芯光纤出射的激光能够进入光学反射腔，并经由所述光学反射腔反射回所述空芯光纤。

上述方案设计的空芯管液体光纤拉曼探头，使得拉曼散射经过光学反射腔后使得拉曼散射信号能够得到最大程度的收集，实现拉曼散射信号超增强。

在第一方面的可选实现方式中，所述套筒内部还包括第一金属板与第二金属板，所述第一金属板与第二金属板设置在所述空芯通管的外壁的两侧，所述第一金属板与第二金属板通过导线与所述套筒外部电容检测仪连接，以使所述外部电容检测仪检测所述第一金属板与第二金属板间的电容。

上述方案设计的空芯管液体光纤拉曼探头，使得空芯光纤吸取的待测物品体积的变化导致金属板间的电容变化能够得到，进而可以求出待测物品的高度。

在第一方面的可选实施方式中，所述套筒外壳上分别设置有第一导体与第二导体，

所述第一导体一端与所述第一金属板连接，所述第一导体另一端与所述电容检测仪电连接；所述第二导体一端与所述第二金属板连接，所述第二导体另一端与所述电容检测仪电连接。

上述方案设计的空芯管液体光纤拉曼探头，利用导体连接套筒内部的金属板，使得金属板间的电容能够轻易测量。

在第一方面的可选实施方式中，所述反射镜为凹面反射镜。