[发明专利]基于微机电系统光谱分析的便携式拉曼光谱仪

摘要

一种基于微机电系统光谱分析的便携式拉曼光谱仪，基于微机电系统，包括一个激光光源，一个拉曼探头和一个光谱仪的光谱检测系统，激光光源包括一个半导体激光器，产生不小于200毫瓦的功率和线宽不大于0.2纳米的窄线宽的激光；拉曼探头包含输出激光光路和收集拉曼散射光光路这两条光路，其中收集拉曼散射光的光路不包含过滤瑞利散射光的滤光片；光谱仪包括依序由聚焦透镜一、数字微镜元件（DMD）模块一、准直透镜、色散光栅、聚焦透镜二、数字微镜元件（DMD）模块二、消色散光栅、聚焦透镜三、单点探测器和信号处理器构成的光谱检测系统。本发明保持光谱检测分辨率的同时，提高光谱检测的灵敏度，适用于拉曼这类微弱信号的检测等优点。

主权项

一种基于微机电系统光谱分析的便携式拉曼光谱仪，基于微机电系统，包括：一个激光光源，一个拉曼探头和一个光谱仪的光谱检测系统（4），由激光器（1）发出的激光束通过拉曼探头(2)照射在样品(3)上，激发出样品(3)的拉曼散射光，拉曼探头(2)收集部分拉曼散射光并传输到光谱检测系统(4)，其特征在于：所述的激光光源包括一个半导体激光器(1)，产生不小于200毫瓦的功率和线宽不大于0.2纳米的窄线宽的激光；所述的拉曼探头(2)包含输出激光光路和收集拉曼散射光光路这两条光路，其中收集拉曼散射光的光路不包含过滤瑞利散射光的滤光片；所述的光谱仪包括：依序由聚焦透镜一(5)、数字微镜元件（DMD）模块一(6)、准直透镜(7)、色散光栅(8)、聚焦透镜二(9)、数字微镜元件（DMD）模块二(10)、消色散光栅(11)、聚焦透镜三(12)、单点探测器(13)和信号处理器(14)构成的光谱检测系统(4)，其中：所述的数字微镜元件（DMD）模块包括数字微镜阵列器件和微镜控制电路，所述的数字微镜阵列器件由微机电系统（MEMS）工艺制作而成，并由微镜控制电路控制各个微镜单元的开关状态，采用阿达玛（Hadamard）变换算法对照射到数字微镜阵列上的光进行编码；所述的单点探测器为光电倍增管的高灵敏度的单点探测器；所述的信号处理器(14)与微镜控制电路相连，对单点探测器接收到的信号进行阿达玛（Hadamard）变换算法的解码，得到样品(3)的拉曼光谱信息。