一種基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜檢測技術(shù)，特別是涉及一種基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]入射光子將電子激發(fā)到一個(gè)高能的虛態(tài)(virtual state)，電子隨即退激發(fā)到一個(gè)低能態(tài)，發(fā)出散射光子。若電子的初態(tài)與末態(tài)的能級相同，那么散射光子與入射光子能量相等，稱為瑞利散射；而電子初態(tài)與末態(tài)能級不同，那么散射光子與入射光子能量相異，稱為拉曼散射。末態(tài)能級高于初始能級時(shí)，為斯托克斯拉曼散射；末態(tài)能級低于初始能級時(shí)，為反斯托克斯散射。斯托克斯和反斯托克斯散射的強(qiáng)度比率取決于處于基態(tài)或激發(fā)振動(dòng)態(tài)的分子數(shù)量，可用Bolzmann方程計(jì)算。電子在通常溫度范圍內(nèi)，最可能處于其最低的能態(tài)，因而斯托克斯散射比反斯托克斯散射更加常見，拉曼光譜儀一般僅測量斯托克斯拉曼散射。拉曼光譜是一種振動(dòng)譜形式，即能量躍迀產(chǎn)生于分子的振動(dòng)。因?yàn)檎駝?dòng)與官能團(tuán)(funct1nal group)相關(guān)，當(dāng)躍迀能量描繪成譜圖時(shí)，可用來識別分子。
[0003]現(xiàn)有拉曼光譜測量系統(tǒng)一般包括激光光源、光收發(fā)探頭、光譜儀，其中的激光光源作為拉曼信號的激發(fā)光源，被光收發(fā)探頭的透鏡聚焦后照射到被測樣品表面，光收發(fā)探頭是對激發(fā)光進(jìn)行濾波、聚焦，并對拉曼信號光進(jìn)行收集、濾波，然后傳輸?shù)焦庾V儀，光譜儀用來色散拉曼信號光，探測不同波長處的拉曼信號強(qiáng)度。
[0004]現(xiàn)有拉曼光譜測量系統(tǒng)中，激發(fā)光是聚焦后照射到被測樣品的，是單點(diǎn)激發(fā)拉曼信號，絕大部分的激發(fā)光都被銳利散射掉，沒有充分利用，而且激發(fā)光聚焦成點(diǎn)照射到樣品表面，所產(chǎn)生的拉曼信號光以激發(fā)光照射點(diǎn)為中心向四周輻射，而探頭的拉曼光收集系統(tǒng)受限于其透鏡的NA和工作距離限制，只能收集很小的一個(gè)范圍角內(nèi)的拉曼輻射信號，因此使本就比較微弱的拉曼信號更加微弱，難于探測；因此，激發(fā)光與樣品的作用距離較短，拉曼信號的產(chǎn)出效率及收集效率都較低，使系統(tǒng)檢測靈敏度較差，難以檢測低微濃度樣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種拉曼信號的產(chǎn)出效率及收集效率高，因而系統(tǒng)檢測靈敏度高，能用于檢測低微濃度樣品的基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)，包括光柵光譜儀、激光光源、光收發(fā)探頭；
所述光收發(fā)探頭包括拉曼激發(fā)光光纖頭、光源側(cè)準(zhǔn)直透鏡、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、窄帶濾光片、第一長通濾光片、第二長通濾光片、第三長通濾光片、全反射鏡、拉曼接收光纖頭；
其特征在于:還包括液芯波導(dǎo)樣品池；
所述液芯波導(dǎo)樣品池包括密封室，及內(nèi)置于密封室內(nèi)的液芯波導(dǎo)管，密封室上具有一個(gè)與液芯波導(dǎo)管的一端管口正對的檢測窗，液芯波導(dǎo)管正對檢測窗的一端為液芯波導(dǎo)管的檢測端；
該系統(tǒng)具有兩條光路，其中的一條光路為激發(fā)光路，另一條光路為檢測光路；
其中的激發(fā)光路的光路結(jié)構(gòu)為:從激光光源出發(fā)，依次經(jīng)拉曼激發(fā)光光纖頭、光源側(cè)準(zhǔn)直透鏡、窄帶濾光片、第一長通濾光片、第一聚焦透鏡、密封室的檢測窗，到達(dá)液芯波導(dǎo)管的檢測端；
其中的檢測光路的光路結(jié)構(gòu)為:從液芯波導(dǎo)管的檢測端出發(fā)，依次經(jīng)密封室的檢測窗、第一聚焦透鏡、第一長通濾光片、第二長通濾光片、全反射鏡、第三長通濾光片、第二聚焦透鏡、拉曼接收光纖頭，到達(dá)光柵光譜儀。
[0007]進(jìn)一步的，所述密封室上開設(shè)有連通液芯波導(dǎo)管管腔的注液口、出液口、抽氣口。
[0008]進(jìn)一步的，所述光收發(fā)探頭內(nèi)裝有用于吸收殘余拉曼激發(fā)光的激發(fā)光吸收片。
[0009]本發(fā)明提供的基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)，利用液芯波導(dǎo)管提高了激發(fā)光與樣品的作用距離，使激發(fā)光在光波導(dǎo)內(nèi)持續(xù)與樣品作用，提高了激發(fā)光的利用效率，有效提高了拉曼信號的產(chǎn)出效率，激發(fā)的拉曼信號在液芯波導(dǎo)管內(nèi)疊加增強(qiáng)，并通過液芯波導(dǎo)管輸出，顯著提高了激發(fā)拉曼信號的收集效率，有效提高了系統(tǒng)檢測的靈敏度，使以往較難探測的拉曼信號很容易檢測，能用于檢測低微濃度樣品。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)中的光收發(fā)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)中的液芯波導(dǎo)樣品池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012]如圖1-圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于液芯波導(dǎo)的拉曼光譜測試系統(tǒng)，包括光柵光譜儀1、激光光源4、光收發(fā)探頭2 ；
所述光收發(fā)探頭2包括拉曼激發(fā)光光纖頭221、光源側(cè)準(zhǔn)直透鏡210、第一聚焦透鏡211、第二聚焦透鏡212、窄帶濾光片240、第一長通濾光片231、第二長通濾光片232、第三長通濾光片233、全反射鏡250、拉曼接收光纖頭222 ；
其特征在于:還包括液芯波導(dǎo)樣品池3 ;
所述液芯波導(dǎo)樣品池包括密封室36，及內(nèi)置于密封室內(nèi)的液芯波導(dǎo)管33，密封室36上具有一個(gè)與液芯波導(dǎo)管33的一端管口正對的檢測窗31，且在密封室上開設(shè)有連通液芯波導(dǎo)管管腔的注液口 32、出液口 34、抽氣口 35，液芯波導(dǎo)管33正對檢測窗31的一端為液芯波導(dǎo)管33的檢測端；
該系統(tǒng)具有兩條光路，其中