[发明专利]一种氧乐果精细拉曼光谱快速检测系统

说明书

本发明公开了一种氧乐果精细拉曼光谱快速检测系统。由实测物质拉曼光谱、确定合适的空间外差波段范围、设计特定波段高光谱分辨率空间外差检测系统三部分组成。通过测得的氧乐果特征峰波段范围500～850cm^‑1，为使探测波段正好与测量物特征波段重合，计算选取空间外差检测系统理论波段范围817～841nm，根据光谱分辨率满足特征光谱细分要求，空间外差检测系统的CCD、光栅、扩视场光楔等关键光学部件参数以及光学结构设计满足光谱分辨率细分要求，得出各系统参数。根据参数搭建检测系统，由激光器照射氧乐果后，产生拉曼散射光、瑞利散射光经透镜准直，由BS转变成两束相干光，然后分别被G1、G2反向衍射回BS重新聚集在一起，并在出射波面产生空间干涉条纹，由成像探测器上来显示干涉图。所测氧乐果浓度越高，特征峰峰值越大。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种氧乐果精细拉曼光谱快速检测系统，可用于精准快速检测氧乐果浓度。

(二)背景技术

光照到物质上都会发生散射，散射又分为弹性散射和非弹性散射。散射光相对于入射光波长和能量都没有发生变化的散射就是弹性散射，反之，散射光相对于入射光波长和能量有所变化的就是非弹性散射，其中能量变化大于1cm^-1的就是拉曼散射效应。拉曼散射的频谱也就是拉曼光谱，谱线的数目、位移的大小和谱线的长度和试样分子的振动与能级都有着直接关系，类似于红外吸收光谱，这些拉曼散射光相对于照射激光的位移(波长变化)与物质的分子基团类型对应，强度取决于物质分子基团的数量，因此拉曼光谱可用于对物质分子进行定性及定量测量。目前，拉曼光谱分析技术被广泛应用在化学研究、环境、生物、药物学、宝石鉴定、食品等领域。

拉曼分析技术是一种基于拉曼效应的准确、无损、高效的光谱检测技术。尽管如此，普通拉曼光谱测量系统仍然存在诸多问题。首先滤光片滤光效果有限，只能滤除瑞利散射光，对于其他波段的干扰光影响很小；其次光谱仪的光信号利用率低、光谱分辨率有限，对于微弱光谱或混合信号不能实现精确的细分与识别。

SHS技术用特定设计波段的高分辨SHS仪替代滤光片及普通光谱仪的功能，使其对微弱光信号具有高灵敏性及超光谱分辨能力，能够在物质吸收波长中心范围探测，也可以通过成像系统获得二维空间图像。

(三)发明内容

本发明的目的在于建立氧乐果光谱精细结构分析理论，提供一种特定设计波段的更加精准快速的氧乐果检测系统，为后续测量仪器的研制与产品化奠定理论基础。

本发明的目的是这样实现的：

由实测氧乐果样品拉曼光谱、确定合适的空间外差波段范围、设计特定波段高光谱分辨率空间外差检测系统组成。检测系统包括由激光器照射氧乐果后，产生拉曼散射光、瑞利散射光经透镜准直，由BS转变成两束相干光，然后分别被G1、G2反向衍射回BS重新聚集在一起，并在出射波面产生空间干涉条纹，由成像探测器上来显示干涉图。氧乐果浓度越高，特征峰峰值越大。

实测氧乐果样品拉曼光谱:

通过实验室常用的光源为785nm的激光器照射氧乐果样品，用拉曼光谱仪及计算机检测被测物的拉曼光谱,进而获取其拉曼谱峰信息,选取合适的特征峰波段范围，所选波段范围为500～850cm^-1。

确定合适的空间外差波段范围：