[发明专利]共焦拉曼光谱仪及其激光光路的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉曼光谱技术，更具体地说，涉及一种具有更好监测效果的共焦拉曼光谱仪及该共焦拉曼光谱仪中激光光路的处理方法。

背景技术

光与物质相互作用有多种形式，散射是其中的一种。在光散射中，散射光频率和入射光频率不同的称为非弹性散射，也叫拉曼散射。拉曼光谱就是基于拉曼散射的一种光谱技术。在拉曼光谱中，散射光与入射光之间频率的差异被称为拉曼位移，研究拉曼位移可以获得分子中化学键的振动和转动信息，以及晶体中晶格的振动信息，因此拉曼光谱是一种重要的研究物质微观结构的光谱技术。目前利用拉曼散射技术对微观物质进行研究的设备主要有灵敏度相对较高的结合有共焦显微装置的共焦拉曼光谱仪，但是目前的共焦拉曼光谱仪存在被测物质种类受限，体积庞大及检测到的光谱的波段范围过窄等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共焦拉曼光谱仪及其激光光路的处理方法，利用该共焦拉曼光谱仪可以根据不同物质选择不同的激光，并选择不同的激光散射光滤波装置，在拓宽被检测物质范围的同时可以有效缩减整体体积。

本发明中的共焦拉曼光谱仪包括有激光器、激光传输装置、显微装置、边缘滤光片切换装置、视频及光路切换装置、信号共焦装置及光谱检测装置，所述激光器发出的激光经所述激光传输装置的传输后进入所述显微装置的物镜，直接射向放置在所述显微装置载物台上的被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号、瑞利散射光及激光经显微装置的物镜收集并传输至所述边缘滤光片切换装置，滤除瑞利散射光和激光后仅有拉曼信号经信号共焦装置及光谱检测装置形成拉曼光谱，

在所述共焦拉曼光谱仪内的一侧上下并行设置有三组激光器，即第一激光器、第二激光器及第三激光器；所述激光传输装置包括有激光切换装置和位于所述三个激光器的前端设有挡光板，在挡光板上开设有三个分别与所述三个激光器对应且能使三个激光器发出的激光穿过的通光孔，通光孔处分别安装有对应三个激光器的激光线滤波器，在所述挡光板另一侧设置有激光切换装置，该激光切换装置包括：三个分别固定在共焦拉曼光谱仪的壳体支架上能将三个激光器发出的激光按固定角度反射的第一反光镜；与三个第一反光镜对应设置有用于将第一反光镜反射的激光垂直向上反射出的三个第二反光镜；在三个第二反光镜的上方设置的三组激光器通用的用于接受三个所述第二反光镜反射的激光的第三反光镜；该三个第二反光镜中与第一激光器、第二激光器对应的两个第二反光镜通过电机控制能够来回运动的设置在共焦拉曼光谱仪的壳体支架上，而与第三激光器对应的第二反光镜则直接固定在壳体支架上，另在所述共焦拉曼光谱仪的壳体支架上设置有用于接收外部激光器发出的激光并反射至所述第三反光镜的第四反光镜；

经所述第三反光镜反射的激光传输至连续可调激光衰减装置，该连续可调激光衰减装置为一由步进电机直接驱动的连续衰减的镜片，所述激光穿过所述连续可调激光衰减装置后经第五反光镜将激光反射至边缘滤光片切换装置，激光进一步经边缘滤光片切换装置中的边缘滤光片反射至所述显微装置的物镜；

激光经所述显微装置的物镜照射到放置在所述显微装置载物台上的被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号、瑞利散射光及激光经显微装置的物镜收集并返回至所述边缘滤光片切换装置，所述边缘滤光片切换装置包括有四个以上平行设置的方形框架，所述四个方形框架固定连接成一体，通过滑块、滑轨的方式固定在所述共焦拉曼光谱仪的壳体支架上，在所述每个方形框架内卡设有一个或两个边缘滤光片，连接所述方形框架的滑块由一独立的电机驱动。

与所述第一激光器、第二激光器对应的两个第二反光镜的结构相同，均以滑块、滑轨的形式固定在所述挡光板上，并配设有独立的电机，其中所述滑块与所述第二反光镜连接固定，所述滑轨直接固定在所述挡光板上，所述滑块上设有齿条，该齿条与由所述电机驱动的齿轮啮合。

所述激光切换装置设在所述共焦拉曼光谱仪的壳体支架用于设置所述激光器前端的一个箱体内，该箱体呈方形，所述三个第一反光镜与所述三个第二反光镜分别固定在所述箱体相对的两侧壁上，在所述第二激光器对应的第二反光镜的下方设置有用于接受所述共焦拉曼光谱仪之外的激光器发出的激光并反射至所述第三反光镜的第四反光镜，该第四反光镜与所述共焦拉曼光谱仪的壳体支架的连接为能作平行移动的连接固定，所述第四反光镜以滑块、滑轨的形式固定在所述箱体上，并配设有独立的电机，其中所述滑块与所述第四反光镜连接固定，所述滑轨直接固定在所述箱体上，所述滑块上设有齿条，该齿条与由所述电机驱动的齿轮啮合。

所述三个激光器分别固定在支架上，所述支架进一步固定在所述共焦拉曼光谱仪的壳体支架上。