分立式拉曼光纖探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及拉曼光譜分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種分立式拉曼光纖探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]拉曼光譜分析法是基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng)，對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。
[0003]激光拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)作為一種光譜分析技術(shù)，因其能夠提供快速、簡單、可重復(fù)且更重要的是無損傷的定性定量分析，被廣泛應(yīng)用。通常，激光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)有三部分組成:激光器、拉曼探頭和光譜分析儀，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過拉曼探頭準(zhǔn)直聚焦照射到被激發(fā)的物質(zhì)上，散射的拉曼光再次經(jīng)過拉曼探頭接收濾波后，由光譜分析儀來進(jìn)行拉曼光譜分析，從而確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、相和形態(tài)、結(jié)晶度和分子相互作用的詳細(xì)信息。
[0004]在激光拉曼光譜檢測(cè)系統(tǒng)中，拉曼探頭作為光束的準(zhǔn)直激發(fā)、散射光的收集、微弱拉曼散射光濾波提取、雜散光的屏蔽的功能，具有非常重要的作用。目前，市場上常見的雙光纖探頭工作原理:激光器發(fā)出的激光通過入射光纖，經(jīng)過帶通濾光片，反射鏡，透鏡聚焦至樣品；樣品發(fā)出的拉曼散射光經(jīng)過同一透鏡進(jìn)行采集，再經(jīng)過另一透鏡聚焦，通過帶阻濾光片濾掉瑞利散射光后由收集光纖傳導(dǎo)至光譜儀。
[0005]但是，由于雙光路探頭激發(fā)光路和采集光路共用一個(gè)透鏡，采集光路不僅會(huì)收集到拉曼光，還會(huì)收集到樣品或載體(如載玻片、玻璃瓶等)的反射光，反射光的強(qiáng)度可能遠(yuǎn)大于拉曼光的強(qiáng)度，這樣不僅對(duì)后面的帶阻濾光片的性能要求更高，而且會(huì)存在離軸像差等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供的一種分立式拉曼光纖探頭，包括半導(dǎo)體激光器、激發(fā)透鏡、米集透鏡、輸出光纖和機(jī)殼；
[0007]機(jī)殼上設(shè)置有測(cè)量孔，測(cè)量孔用于對(duì)準(zhǔn)樣品以便檢測(cè)；激發(fā)透鏡和采集透鏡均設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)，且激發(fā)透鏡和采集透鏡之間具有角度，激發(fā)透鏡的主光軸和采集透鏡的主光軸均穿過測(cè)量孔；半導(dǎo)體激光器用于向激發(fā)透鏡投射激光，以使激光通過激發(fā)透鏡投射至樣品上；采集透鏡采集樣品的拉曼散射光，并輸送至輸出光纖內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步地，半導(dǎo)體激光器設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)，半導(dǎo)體激光器與激發(fā)透鏡之間，沿著光路的方向，依次設(shè)置有反射鏡和帶通濾光片。
[0009]進(jìn)一步地，采集透鏡與輸出光纖之間還設(shè)置有陷波濾光片，陷波濾光片用于濾掉瑞利散射光。
[0010]進(jìn)一步地，陷波濾光片與輸出光纖之間還設(shè)置有光纖準(zhǔn)直器。
[0011]進(jìn)一步地，采集透鏡采用焦距f= 15mm，孔徑Φ = 12.7mm，數(shù)值孔徑為0.42，鍍有650-1050nm的增透膜的雙凸透鏡。
[0012]進(jìn)一步地，激發(fā)透鏡采用焦距f = 25mm，孔徑Φ = 12.7mm，鍍有650_1050nm的增透膜的平凸透鏡。
[0013]進(jìn)一步地，反射鏡采用直徑為30_的硅基鍍金反射鏡。
[0014]本實(shí)用新型提供的一種分立式拉曼光纖探頭，采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使采集光路不會(huì)收集到樣品或載體的反射光；將激發(fā)光路和采集光路完全分開，不再共用一個(gè)透鏡實(shí)現(xiàn)光的聚焦和接收，避免了對(duì)一個(gè)透鏡的參數(shù)要求過高，且不存在離軸像差問題。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分立式拉曼光纖探頭的示意圖；
[0017]附圖標(biāo)記:
[0018]1-半導(dǎo)體激光器；2-激發(fā)透鏡； 3-采集透鏡；
[0019]4-輸出光纖；5-機(jī)殼；6-反射鏡；
[0020]7-帶通濾光片； 8-陷波濾光片；9-光纖準(zhǔn)直器；
[0021]10-樣品。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0024]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0025]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的分立式拉曼光纖探頭的示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種分立式拉曼光纖探頭，包括半導(dǎo)體激光器1、激發(fā)透鏡2、采集透鏡3、輸出光纖4和機(jī)殼5 ;
[0026]機(jī)殼上設(shè)置有測(cè)量孔(圖中未示出)，測(cè)量孔用于對(duì)準(zhǔn)樣品10以便檢測(cè)；激發(fā)透鏡2和采集透鏡3均設(shè)置在機(jī)殼5內(nèi)，且激發(fā)透鏡2和采集透鏡3之間具有角度，激發(fā)透鏡2的主光軸和采集透鏡3的主光軸均穿過測(cè)量孔；半導(dǎo)體激光器1用于向激發(fā)透鏡2投射激光，以使激光通過激發(fā)透鏡2投射至樣品10上；采集透鏡3采集樣品10的拉曼散射光，并輸送至輸出光纖4內(nèi)。
[0027]其中，半導(dǎo)體激光器1采用帶有透鏡準(zhǔn)直的785nm激光二極管，其輸出功率不低于300mw，實(shí)際測(cè)得該激光器輸出中心波長為784.9nm，光譜線寬優(yōu)于0.2nm，發(fā)散角小于3mrad。輸出光纖4選用纖芯直徑為200um，長2.5m的近紅外光纖。
[0028]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，半導(dǎo)體激光器1設(shè)置在機(jī)殼5內(nèi)，半導(dǎo)體激光器1與激發(fā)透鏡2之間，沿著光路的方向，依次設(shè)置有反射鏡6和帶通濾光片7。
[0029]為避免激光器邊帶譜成分或雜散光進(jìn)入激發(fā)光路，在激發(fā)光路中配有帶通濾光片7，選用的帶通濾光片7直徑為25臟，中心波長為780nm，半高寬FWHM = 10nm，在截止區(qū)的光學(xué)密度0