[发明专利]一种拉曼光谱仪

说明书

本发明涉及拉曼光谱领域，公开了一种拉曼光谱仪。本发明中的拉曼光谱仪中交叉色散元件用于色散，柱面镜用于光束压缩，并且采用了转台和中阶梯光栅模块的组合形式，配合不同的转台转动角度可以插入不同的拉曼探头，从而在原有的单一激发波长测定的基础上实现了变激发波长的切换测量。同时本发明选择使用中阶梯光栅模块与一个转台结合而非两个反射镜分别与两个转台结合的方式，可以有效地避免了两镜之间角度转动不同步的问题。本发明实现了光谱分辨率高，测量波段范围宽，变激发波长的切换测量，以及元件转动角度同步等优点。

技术领域

本发明涉及拉曼光谱技术领域，尤其涉及一种拉曼光谱仪。

背景技术

拉曼光谱技术是基于光与物质相互作用而产生的拉曼散射来进行检测的技术。拉曼光谱具有非破坏性、非侵入性、不用进行样品加工、信息丰富、分析效率高、且每个分子都有与之对应的特征拉曼光谱的特点，因此已被广泛应用于生物、化学、医疗、食品安全、航天航空、环境保护等领域。

拉曼光谱仪主要分为色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪。傅里叶变换拉曼光谱仪在拉曼测量的过程中需要移动元件，受环境影响较大。色散型拉曼光谱仪在高分辨率且宽波段测量情况下，其测量光通量和灵敏度较低，因此应用范围受限。而且，现有拉曼光谱仪一般难以实现激发波长变化较大情况下的拉曼光谱测量，往往只能针对某个激发波长进行测量。

鉴于上述原因，有必要提出一种拉曼光谱仪。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种拉曼光谱仪，旨在解现有拉曼光谱仪一般难以实现激发波长变化较大情况下的拉曼光谱测量。

为实现上述目的，本发明提供的一种拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪包括：

光源组件，用于产生拉曼光线；

准直镜组，用于接收光源组件产生的拉曼光线并形成平行光束；

干涉仪组件，所述干涉仪组件包括转台和中阶梯光栅模块，所述中阶梯光栅模块安装在所述转台上，用于通过调整所述转台的角度调整所述中阶梯光栅模块入射光线的角度；

交叉色散元件，用于将在干涉仪组件发生重叠的光谱分开；

成像组件，用于对经过所述交叉色散元件后的光谱进行后处理；

接收组件，用于接收成像组件聚焦的光谱信息；

从光源组件产生的拉曼光线经过准直镜组变成平行光束后进入所述干涉仪组件，在所述干涉仪组件中的平行光经过传输后合束成空间外差干涉光，空间外差干涉光束出干涉仪组件后经过交叉色散元件进行色散，而后进入成像组件进行后处理后，最终聚焦在所述接收组件上。

优选地，所述干涉仪组件还包括分束镜和两个平面反射镜；两个所述平面反射镜分别位于所述分束镜的前方和下方，所述中阶梯光栅模块和所述转台位于两个所述平面反射镜之间，中阶梯光栅模块、转台以及两个平面发射镜在同一条直线上；

进入干涉仪组件的光先经过分束镜分束成两束互相垂直的光，分别入射到两个平面反射镜，再经过平面反射镜发射入射到所述转台上的中阶梯光栅模块上。

优选地，所述中阶梯光栅模块包括由两块反射式光栅组成的结构，两块所述反射式光栅并列排列，且两块所述反射式光栅接收入射光线的一面背向设置。

优选地，所述中阶梯光栅模块包括由一块透射式光栅组成的结构。

优选地，所述准直镜组包括入射狭缝和准直透镜，所述准直透镜的焦点与所述入射狭缝的位置重合。

优选地，所述交叉色散元件为透射式光栅或者楔形棱镜。

优选地，所述成像组件包括用于对光谱进行压缩和消除像散的柱面镜和聚焦透镜组，所述聚焦透镜组位于所述柱面镜的后侧，用于聚焦由柱面镜出射的光线。