[实用新型]基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统

说明书

本实用新型涉及一种基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统，包括：计算机、高重频脉冲激光器、时序控制器、窄带滤光片、收集物镜、光谱仪、像增强型CCD探测器等。高重频脉冲激光器激发激光信号和待测目标，像增强型CCD探测器采集拉曼信号数据，光谱仪进行采集信号的频域分析，时序控制器调节像增强型CCD探测器和高重频脉冲激光器的时序同步，窄带滤光片过滤背向散射的激光信号，收集物镜收集拉曼信号的收集。本实用新型的基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统，可用于远距离目标的拉曼光谱激发和信号采集，实现非接触式无损探测，可用于易燃易爆品、毒品、矿石、文物、珠宝等物品的检测，具有信噪比高、探测距离远等优势。

技术领域

本实用新型涉及远程拉曼光谱系统，尤其涉及一种基于高重频纳秒脉冲激光作为信号源激发待测目标拉曼信号的便携式远程拉曼光谱系统。

背景技术

拉曼光谱是入射激光与样品中分子内部能级相互作用，产生与入射激光波长不同的非弹性散射。拉曼光谱反映了分子的振动、转动能级信息，是一种物质成分的“指纹”识别技术，可以实现对物质种类的定性定量识别。拉曼技术具有非接触测量、检测速度快、无需制样的特点，被广泛应用于生物医药、化工制品、物理化学、材料科学、矿物矿石、爆炸物、文物古玩、易燃易爆品、液体试剂等检测诊断中。远程拉曼光谱技术，在继承了传统拉曼光谱的高灵敏度、高光谱分辨率等优势的前提下，可以实现对目标的远距离激发和探测，确保了工作人员的安全性，在安检、户外作业等场景中具有重要的实用价值。

但是基于距离选通的低重频技术，其所采用的纳秒脉冲激光器体积大、功耗大，不利于系统的小型化设计；输出能量一般在100-500mJ/脉冲，峰值功率在10e7W量级，易损伤待测样品。高重频纳秒脉冲激光，能够降低系统功耗和体积，增加采集信号的信噪比，可以实现小型化、便携式远程拉曼光谱测量系统，便于户外作业、工业检测、手持安检等场景的广泛应用。

发明内容

本实用新型提供了一种基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统，能够降低系统功耗和体积，增加采集信号的信噪比，可以实现小型化、便携式远程拉曼光谱测量系统，便于户外作业、工业检测、手持安检等场景的广泛应用。

本实用新型所述的一种基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统，主要包括计算机、高重频脉冲激光器、时序控制器、窄带滤光片、收集物镜、光谱仪、像增强型 CCD探测器等。其中，所述高重频脉冲激光器用于激光信号的发射和待测目标的信号激发。所述像增强型CCD探测器，用于拉曼信号数据采集。所述光谱仪，用于采集信号的频域分析。所述时序控制器，用于调节像增强型CCD探测器和高重频脉冲激光器的时序同步。所述窄带滤光片，用于过滤背向散射的激光信号。所述收集物镜，用于拉曼信号的收集，提高信号强度。

有益效果

1、利用高重频纳秒脉冲激光作为激发源，基于距离选通的原理进行拉曼光谱分析，激光传输特性好、有效避免环境杂散光和荧光信号干扰等优势，特别适合远距离目标的非接触、无损伤探测；同时，高重频纳秒脉冲激光器，可以实现体积小、功耗低、重量轻的特点，可以实现小型化、便携式远程拉曼光谱测量系统。

2、像增强型CCD探测器，具有3ns门宽，且工作在ROI模式，能实现具有门控功能的像增强型高速相机功能，能够对单脉冲信号进行曝光，也可对多个脉冲信号的累加曝光，可有效提升信号质量；门控功能，可有效避免荧光信号、背向散射信号干扰、环境杂散光噪声干扰等问题，提升拉曼光谱信噪比。

附图说明

附图1是所述一种基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统的整体结构图。

附图2是所述一种基于高重频纳秒脉冲激光器的便携式远程拉曼光谱系统的时序控制原理图。