專利名稱：紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置及紫外拉曼光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型關(guān)于拉曼光譜技術(shù)，特別關(guān)于一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置及紫
外拉曼光譜儀。
背景技術(shù)：
拉曼光譜是一項重要的現(xiàn)代光譜技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于化學(xué)，物理，生物和材料科學(xué)等領(lǐng)域，是鑒定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有力工具。 紫外拉曼光譜儀一般由紫外激光器發(fā)光源、光路系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、信號采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。拉曼光譜儀的性能分別決定于激光器發(fā)光源、光路系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、信號采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能。而在實際使用中，激光器、分光系統(tǒng)、信號采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能相對穩(wěn)定，通常不需調(diào)整， 一般只需要調(diào)整光路系統(tǒng)。光路系統(tǒng)包括激光光路和收集光路；激光光路是將激發(fā)光聚焦至樣品上，而收集光路是將樣品的拉曼散射光收集后導(dǎo)入分光系統(tǒng)。由于拉曼散射光為不可見光，所以不能通過肉眼觀察光路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中將紙類材料放入光路中，利用紫外光在紙類材料上能產(chǎn)生可見藍光的特性，用肉眼的監(jiān)視光路進行光路調(diào)節(jié)。但是紙類材料只能無限靠近光譜儀的入射口 ，使得收集的紫外拉曼散射光不能精確匯聚于光譜儀的入射口 ；且這種方案不能在暗室中進行，與紫外拉曼光譜儀的光路系統(tǒng)要放在暗室中矛盾；再有，人眼無法準確判斷光的強度。[0005] 現(xiàn)有技術(shù)還采用讀取信號采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的拉曼散射光信號的方法，通過監(jiān)視信號強度來調(diào)節(jié)光路。此方案必須在已能測到信號的前提下方可行，否則將無法判斷是樣品本身無信號還是光路沒有調(diào)整好；并且由于通常拉曼散射光信號非常弱，有些樣品的信號采集時間會達到幾分鐘，對于此類樣品按此方案來調(diào)整光路周期過長。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置及紫外拉曼光譜儀，以實現(xiàn)對拉曼散射光的光路調(diào)節(jié)。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元，獲取激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種紫外拉曼光譜儀，所述的紫外拉曼光譜儀包括所述的紫外拉曼光譜儀包括激光光源、激光光路裝置、光路收集裝置和分光裝置；所述激光光源發(fā)射的激光依次經(jīng)過所述的激光光路裝置及光路收集裝置發(fā)射到所述分光裝置的入射口 ；所述的紫外拉曼光譜儀還包括光路調(diào)節(jié)裝置，其中，所述的光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元，獲取所述光路收集裝置發(fā)射的激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。 本實用新型的有益技術(shù)效果利用紫外激光打到樣品上產(chǎn)生的瑞利散射光強度很高及與具有相同的光學(xué)傳輸特性的特點，通過紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置監(jiān)視光斑的大小及形狀，對光路系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對拉曼散射光的光路調(diào)節(jié)。

圖1為現(xiàn)有的紫外拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實用新型的紫外拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型光譜成像的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為熒光板上的光譜像示意圖； 圖6為本實用新型CCD攝像頭的圖像拍攝及傳輸示意圖； 圖7為本實用新型計算機顯示的拍攝圖像示意圖； 圖8為本實用新型光路系統(tǒng)調(diào)節(jié)完成后計算機顯示的拍攝圖像示意圖； 圖9為本實用新型將光譜獲取單元移入光路系統(tǒng)的示意圖； 圖10為本實用新型將光譜獲取單元移入光路系統(tǒng)的示意圖； 圖11為本實用新型實施例的方法流程圖。
具體實施方式下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。 圖1為現(xiàn)有的紫外拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖l所示，紫外拉曼光譜儀包括激光光源101、光路系統(tǒng)(激光光路裝置102、光路收集裝置103)及分光裝置104，紫外拉曼光譜儀還包括信號采集裝置。激光光源101 —般為紫外激光器，從激光光源101產(chǎn)生的紫外激光，依次經(jīng)過激光光路裝置102、光路收集裝置103、分光裝置104及信號采集裝置。通常情況下，紫外拉曼光譜儀中的激光光源101、光分光裝置104及信號采集裝置不需要調(diào)節(jié)，光路系統(tǒng)調(diào)節(jié)的好壞直接決定紫外拉曼光譜儀的性能，現(xiàn)有光路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)不能保證光路收集裝置103將待測光譜發(fā)射到分光裝置104的入射口 ，也不能保證光路收集裝置103發(fā)射到分光裝置104入射口的待測光譜強度最強。 為了精確的調(diào)節(jié)光路系統(tǒng)，本實用新型提供了一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，如圖2所示，所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元201，獲取激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板202，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元203，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元204，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。[0024] 待測光譜獲取單元201可以包括反光板，光譜成像板202可以為熒光板(紫外熒光板)，所述的熒光板為涂敷有紫外熒光粉的毛玻璃，并且上面帶有坐標。所述的攝像單元203可以為CCD攝像頭，還可以為除了CCD攝像頭以外的其它探測器。所述的圖像監(jiān)視單元可以是計算機。 圖3為本實用新型的紫外拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；所述的紫外拉曼光譜儀包括激光光源101、激光光路裝置102、光路收集裝置103和分光裝置104 ;所述激光光源101發(fā)射的激光依次經(jīng)過所述的激光光路裝置102及光路收集裝置103發(fā)射到所述分光裝置104的入射口 ；所述的紫外拉曼光譜儀還包括光路調(diào)節(jié)裝置，其中，所述的光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元201，獲取激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板202，具
有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像，成像面上坐標與影像的位置關(guān)系與待測光譜發(fā)射到所述
入射口的位置關(guān)系相對應(yīng)；攝像單元203，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元204，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。 光路調(diào)節(jié)人員根據(jù)圖像監(jiān)視單元顯示的坐標與影像的位置關(guān)系調(diào)節(jié)所述光路收集裝置將待測光譜發(fā)射到所述分光裝置的入射口的位置。 所述的紫外拉曼光譜儀還包括電動平移臺，所述的電動平移臺與所述的光路調(diào)節(jié)裝置相耦合，將所述光路調(diào)節(jié)裝置移入或移出所述光路收集裝置與分光裝置之間的光路。 紫外拉曼光譜儀是對紫外激光打到樣品上產(chǎn)生的拉曼散射光信號進行分析，鑒定物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特性。紫外激光經(jīng)激光光路將激光照射到待測樣品上，樣品受激光照射后會產(chǎn)生拉曼散射光信號，同時還會有很強的瑞利散射光信號。拉曼散射光的波長與激發(fā)光不同，具體由樣品的特性決定，而瑞利散射則與激發(fā)光波長相同與樣品無關(guān)，而且瑞利散射的強度要比拉曼散射的強度高幾個數(shù)量級。瑞利散射與拉曼散射除在波長和強度上有區(qū)別外其它光學(xué)特性相同，所以拉曼光譜儀的收集光路會將兩種散射光信號均進行收集。而在測試中瑞利散射會對拉曼散射的測量產(chǎn)生干擾，所以拉曼光譜儀都會盡量消除瑞利散射的干擾，所用方法有兩種一是在光譜儀的入口處增加陷波濾波片(notch filter)濾除瑞利散射光；另一種方案是用多級聯(lián)光譜儀進行多次分光來消除瑞利散射對測試的影響。但是，瑞利散射的強度高，并且與拉曼散射經(jīng)收集光路后具有相同的光學(xué)傳輸特性的特點，我們正是利用瑞利散射的上述特性，通過紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置對瑞利散射進行分析，以完成對拉曼散射光的光路調(diào)節(jié)。 下面以待測光譜獲取單元201包括反光板，光譜成像板是熒光板，攝像單元203是CCD攝像頭為例說明本實用新型的具體實施方式
。 圖4為本實用新型光譜成像的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，激光光源101發(fā)射的激光依次經(jīng)過所述的激光光路裝置102及光路收集裝置103產(chǎn)生待測光譜發(fā)射到所述分光裝置104的入射口 403。在待測光譜進入分光裝置104之前，被待測光譜獲取單元201獲取，待測光譜獲取單元201的反光板401將待測光譜反射到熒光板板402上，熒光板板402上具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像，所述待測光譜的影像在熒光板顯示為一個光斑。圖5為熒光板的成像面上的光譜像示意圖，如圖5所示，熒光板的成像面上有坐標，坐標可以表示光斑的位置及大小。 在熒光板上生成光斑之后，要利用CCD攝像頭拍攝光譜像的圖像，并將拍攝的圖像傳輸?shù)接嬎銠C，以顯示拍攝的圖像。圖6為本實用新型CCD攝像頭的圖像拍攝及傳輸示意圖，如圖6所示，CCD攝像頭601拍攝圖5中的光斑，然后將拍攝的光斑的圖像傳輸?shù)接嬎銠C602進行顯示。 圖7為本實用新型計算機顯示的拍攝圖像示意圖，所述成像面上的坐標與影像的位置關(guān)系與待測光譜發(fā)射到所述入射口的位置關(guān)系相對應(yīng)。在光路收集裝置與分光裝置之間的光路(光路)中放置光路調(diào)節(jié)裝置時，成像面上的坐標的中心位置與分光裝置入射口的中心位置要與分光板嚴格成鏡像關(guān)系，這樣才能保證當光譜的影像位于成像面上的坐標的中心時，光路收集裝置103發(fā)射到分光裝置104的入射口 403的待測光譜能完全進入分光裝置104的入射口 403。 光路調(diào)節(jié)人員根據(jù)計算機602顯示的坐標與影像的位置關(guān)系調(diào)節(jié)所述光路收集裝置將待測光譜發(fā)射到所述分光裝置的入射口 403的位置。如圖7所述，計算機屏幕上顯示的光斑不在熒光板的中心，光路調(diào)節(jié)人員需要對光路進行調(diào)整，直到光斑在成像面上坐標的中心，并且光斑最小(光斑越小，光強越強)。如圖8所示，為光路調(diào)整好之后的光斑大小及位置。 紫外拉曼光譜儀還包括電動平移臺，所述的電動平移臺與所述的光路調(diào)節(jié)裝置相耦合，將所述光路調(diào)節(jié)裝置移入或移出光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。當調(diào)試人員進行光路調(diào)節(jié)時，要通過電動平移臺將待測光譜獲取單元201移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路，以獲取待測光譜。本實用新型還可以將待測光譜獲取單元201及光譜成像板202 —起移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路，目的都是為了獲取待測光譜，并不是為了限定本實用新型。通過計算機控制電機控制器，電機控制器控制電動平移臺上的電機，使電動平移臺沿著導(dǎo)軌移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。圖9為本實用新型將光譜獲取單元移入光路的示意圖，將待測光譜獲取單元201(包括反光板901)及光譜成像板202(熒光板902) —同移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。 當調(diào)試人員完成光路調(diào)節(jié)后，要通過電動平移臺將待測光譜獲取單元201移出光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。通過計算機控制電機控制器，電機控制器控制電動平移臺上的電機，使電動平移臺沿著導(dǎo)軌移出光路收集裝置103與分光裝置104之
間的光路。圖io為本實用新型將光譜獲取單元移入光路的示意圖。 圖11為本實用新型實施例的方法流程圖，如圖11所示，所述的方法包括以下步驟 步驟S1101 :將待測光譜獲取單元201移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。 光路調(diào)節(jié)人員進行光路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)之前，要通過電動平移臺將待測光譜獲取單元201移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路，以獲取待測光譜。通過計算機控制電機控制器，電機控制器控制電動平移臺上的電機，使電動平移臺沿著導(dǎo)軌移入光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。 步驟SI 102 :待測光譜獲取單元201的反光板401將獲取的待測光譜反射到光譜成像板202熒光板的成像面上。 步驟S1103 :反射的待測光譜在熒光板的成像面上生成待測光譜的影像。 待測光譜的影像在熒光板顯示為一個光斑，成像面上包括坐標，坐標可以表示該
光斑的位置及大小。 步驟S1104 :CCD攝像頭拍攝待測光譜的影像及標有坐標的成像面的圖像，并將圖像傳輸?shù)接嬎銠C。 在熒光板的成像面上生成光斑之后，要利用CCD攝像頭拍攝待測光譜的影像及標有坐標的成像面的圖像，并將拍攝的圖像傳輸?shù)接嬎銠C，以顯示拍攝的圖像。[0044] 步驟S1105 :計算機顯示CCD攝像頭拍攝的圖像。[0045] 步驟S1106 :根據(jù)計算機顯示的圖像調(diào)節(jié)光路系統(tǒng)。 計算機屏幕上顯示的光斑可能不在成像面上坐標的中心，并且光斑的直徑可能不是最小，光路調(diào)節(jié)人員需要對光路進行調(diào)整，直到成像面上的光斑在坐標的中心，并且光斑最小。 步驟S1107 :將待測光譜獲取單元201移出光路收集裝置103與分光裝置104之間的光路。 光路系統(tǒng)調(diào)節(jié)完成后，將待測光譜獲取單元201移出光路收集裝置103與分光裝
置104之間的光路，防止待測光譜獲取單元201阻擋待測光譜進入分光裝置的入射口。 利用紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)完成光路之后，光路收集裝置103產(chǎn)生的
待測光譜就能完全進入分光裝置104的入射口中，并且此時待測光譜的光強最強。 本實用新型的有益技術(shù)效果利用紫外激光打到樣品上產(chǎn)生的瑞利散射光強度很
高及與具有相同的光學(xué)傳輸特性的特點，通過紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置監(jiān)視光斑的大
小及形狀，對光路系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對拉曼散射光的光路調(diào)節(jié)。 以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元，獲取激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述的光譜成像 板為熒光板。
3. 如權(quán)利要求1所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述的攝像單元 為CCD攝像頭。
4. 如權(quán)利要求1所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述的圖像監(jiān)視 單元為計算機。
5. —種紫外拉曼光譜儀，所述的紫外拉曼光譜儀包括激光光源、激光光路裝置、光路 收集裝置和分光裝置；所述激光光源發(fā)射的激光依次經(jīng)過所述的激光光路裝置及光路收集 裝置發(fā)射到所述分光裝置的入射口 ；其特征在于，所述的紫外拉曼光譜儀還包括光路調(diào) 節(jié)裝置，其中，所述的光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元，獲取所述光路收集裝置發(fā)射的激光照射樣品后匯聚的待測光譜； 光譜成像板，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲 取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面 及待測光譜的影像進行顯示。
6. 如權(quán)利要求5所述的紫外拉曼光譜儀，其特征在于，所述成像面上的坐標與影像的 位置關(guān)系與待測光譜發(fā)射到所述入射口的位置關(guān)系相對應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求5所述的紫外拉曼光譜儀，其特征在于，根據(jù)圖像監(jiān)視單元顯示的坐標 與影像的位置關(guān)系調(diào)節(jié)所述光路收集裝置將待測光譜發(fā)射到所述分光裝置的入射口的位 置。
8. 如權(quán)利要求5所述的紫外拉曼光譜儀，其特征在于，所述的紫外拉曼光譜儀還包括 電動平移臺，所述的電動平移臺與所述的光路調(diào)節(jié)裝置相耦合，將所述光路調(diào)節(jié)裝置移入 或移出所述光路收集裝置與分光裝置之間的光路。
專利摘要本實用新型涉及一種紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置及紫外拉曼光譜儀，所述的紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)裝置包括待測光譜獲取單元，獲取激光照射樣品后匯聚的待測光譜；光譜成像板，具有一標有坐標的成像面，所述標有坐標的成像面接收所述待測光譜獲取單元發(fā)來的待測光譜，并呈現(xiàn)所述待測光譜的影像；攝像單元，攝取所述標有坐標的成像面及待測光譜的影像；圖像監(jiān)視單元，與所述的攝像單元相連接，將所述攝像單元攝取的標有坐標的成像面及待測光譜的影像進行顯示。本實用新型通過紫外拉曼光譜儀光路調(diào)節(jié)單元監(jiān)視光斑的大小及形狀，實現(xiàn)了對拉曼散射光的光路調(diào)節(jié)。
文檔編號G01N21/65GK201464367SQ20092011069
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者張義偉, 陳興海 申請人:北京卓立漢光儀器有限公司