专利名称：带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于物质分析探测的光谱仪，特别涉及一种带表面增强取样
器的激光拉曼光谱仪。
背景技术：
由于拉曼光谱是物质内部官能团在外界光激发下出现振动转动能级跃迁的光辐 射，其能量极�。黾し⒐饽芰康�10—8-10—"倍；当激发光能量大于物质分子振动所需能量， 分子团的振动能级跃迁使物质激发出荧光，一般荧光能量是拉曼光能量的102-108倍。短波 长激光激发有机物质拉曼光时荧光也被激发，拉曼光谱往往被强荧光淹没，造成探测困难， 这是目前可见光激光拉曼光谱仪普遍存在的问题。 为了解决激光拉曼光谱仪普遍存在的问题，其主要通过抑制荧光和提振拉曼光谱 的方法来实现；通常采用如下的几种方式 —、采用更长波长激光激发有机物拉曼光谱，但相应的读谱探测器的波长响应有 限止，光谱探测被局限在一定波数范围内，激发光功率增大，红外的探测需要超低温制冷 等. 二、采取在测试中给试样加表面增强剂和外加表面增强基板辅助测试等方法，通 过表面增强剂中纳米级金、银、铜微粒与试样分子官能团形成振动转动共振，增强拉曼光 谱； 三、在镀银的云母、粗糙的金、银、铜等电极介质上点上试样溶液进行拉曼光谱提 振探测，增强拉曼光谱。 但是，上述的这些方法操作都比较复杂，采用表面增强剂对液体试样的溶剂有要 求，还需要配备显微拉曼探头镜头等条件；云母反射片、电极基板不是固定在仪器上，是分 析的辅助材料和耗材，制造、使用麻烦，没有与分析仪一体的产品。
实用新型内容为了克服上述拉曼光谱仪和表面增强探测技术存在的缺陷，本实用新型的目的在 于提供一种带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，将激光拉曼光谱仪与表面增强取样器制 成一体，激光拉曼光谱仪具有灵活的取样测试探头，可灵活测试试样拉曼光谱和通过表面 增强取样器探测微量试样、荧光强拉曼谱弱的被测物质拉曼光谱，提高探测率和准确性，也 能不用表面增强方法来测试试样的拉曼光谱，使拉曼光谱仪适用范围更广更实用。 本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是 —种带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，其特征在于，它包括一壳体，所述壳体 内设置有提供高线性度激光束的激光器、光谱仪、控制装置、显示装置和电源，所述控制装 置分别与所述激光器、光谱仪、显示装置和电源连接，所述激光器和光谱仪分别通过光纤与 一拉曼探头连接，所述壳体的上表面内还设置有表面增强取样器。 在本实用新型的一个实施例中，所述表面增强取样器由取样腔和镀有金、银、铬、铜任一种膜层并在探头物方焦点处形成高反膜作为表面增强的试样放置点的试样槽构成， 在所述取样腔的基准位置与所述拉曼探头的镜筒相对应。 进一步，所述取样腔的上端设置有台阶，所述台阶上部边缘之间的距离与所述拉 曼探头的镜筒的外部直径相对应，所述拉曼探头通过镜筒可套在所述取样腔上端的台上。 在本实用新型的一个实施例中，在所述光纤外套装有用于对光纤进行保护的软管。 在本实用新型的一个实施例中，在所述壳体上还设置有便于携带和操作的手柄。 本实用新型的带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，通过将拉曼探头插入表面增 强取样器的取样腔的基准位置，拉曼探头的焦点位于表面增强镀膜的试样槽的试样上，测 表面增强取样器试样槽上试样的拉曼光谱；也可通过手握拉曼探头的方式灵活地测周围物 体的拉曼光谱，设计新颖、结构简单合理，拉曼光谱测试灵活方便，提高测试性能，扩大测出 范围，适合多种场合应用，实现本实用新型的目的。
图1为本实用新型的内部构造示意图； 图2为本实用新型的外部结构图； 图3为本实用新型的取样腔的构造示意图。
具体实施方式为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下
面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 实施例 如图1、图2所示，本实用新型的带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，它包括一 壳体10，壳体10内设置有提供高线性度激光束的激光器11、光谱仪12、控制装置13、显示 装置14和电源15，控制装置13分别与激光器11、光谱仪12、显示装置14和电源15连接， 激光器11通过光纤16与拉曼探头20连接，光谱仪12通过光纤17与拉曼探头20连接，壳 体10的上表面内还设置有表面增强取样器30。 激光器11提供高线性度激光束通过光纤16从拉曼探头20射出，能灵活地测试周 围物体的拉曼光谱，确定物体成分；激光器11可采用460nm、532nm、638nm、785nm、833nm等 波长高线性度稳定波长的激光器；光谱仪12根据激光波长采用可测0-+4000cm—1波数范围 的高灵敏度光谱仪；拉曼探头20为含瑞利衰减片的拉曼探头，拉曼探头20中瑞利衰减片的 截止波长为激光波长，并采用相关波长的光路和镜头；显示装置14为一显示屏，电源15为 激光器11、光谱仪12、控制装置13和显示装置14供电。 在光纤16、光纤17外套装有用于对光纤进行保护的软管18 ;在壳体10上还设置 有便于携带和操作的手柄19。 壳体10上安装了表面增强取样器30，与激光拉曼光谱仪成一体，拉曼探头20还能 插在自身的表面增强取样器30上，将获得试样经过表面增强的拉曼光通过光纤17输送到 光谱仪12和控制装置13中计算处理，能够测得试样微弱的拉曼光谱，确定试样成分。 如图3所示，表面增强取样器30由取样腔31和试样槽32构成，在取样腔31的基准位置与拉曼探头20的镜筒21相对应；取样腔31的上端设置有台阶33，台阶33上部边 缘34之间的距离与拉曼探头20的镜筒21的外部直径相对应，拉曼探头20通过镜筒21可 套在取样腔31上端的台阶33上。 试样槽32通过镀金、镀银、镀铬、镀铜等任一种材料并在拉曼探头20物方焦点处 形成高反膜，再用拉曼探头20由激光器11通过光纤16传输的聚焦激光对焦点区域进行细 密均匀的轰击，将试样槽32制成表面增强的试样放置点，让少量试样凝固在焦点处，在激 光激发下试样与高反膜发生表面电磁场增强作用，拉曼光获得提振增强，使拉曼探头20检 测到的是试样经表面增强的拉曼信号，抑制了荧光激发，从而测出它微弱的拉曼光谱。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求一种带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，其特征在于，它包括一壳体，所述壳体内设置有提供高线性度激光束的激光器、光谱仪、控制装置、显示装置和电源组成的激光拉曼光谱仪，所述控制装置分别与所述激光器、光谱仪、显示装置和电源连接，所述激光器和光谱仪分别通过光纤与一拉曼探头连接，所述壳体的表面内还设置有表面增强取样器。
2. 根据权利要求1所述的激光拉曼光谱仪，其特征在于，所述表面增强取样器由取样腔和镀有金、银、铬、铜任一种膜层并在探头物方焦点处形成高反膜作为表面增强的试样放置点的试样槽构成，在所述取样腔的基准位置与所述拉曼探头的镜筒相对应。
3. 根据权利要求2所述的激光拉曼光谱仪，其特征在于，所述取样腔的上端设置有台阶，所述台阶上部边缘之间的距离与所述拉曼探头的镜筒的外部直径相对应，所述拉曼探头通过镜筒可套在所述取样腔上端的台阶上。
4. 根据权利要求1所述的激光拉曼光谱仪，其特征在于，在所述光纤外套装有用于对光纤进行保护的软管。
5. 根据权利要求1所述的激光拉曼光谱仪，其特征在于，在所述壳体上还设置有便于携带和操作的手柄。
专利摘要本实用新型公开一种带表面增强取样器的激光拉曼光谱仪，它包括一壳体，所述壳体内设置有提供高线性度激光束的激光器、光谱仪、控制装置、显示装置和电源，所述控制装置分别与所述激光器、光谱仪、显示装置和电源连接，所述激光器和光谱仪分别通过光纤与一拉曼探头连接，所述壳体的上表面内还设置有表面增强取样器；通过将拉曼探头插入表面增强取样器的取样腔的基准位置，拉曼探头的焦点位于表面增强镀膜的试样槽的试样上，测表面增强取样器试样槽上试样的拉曼光谱；也可通过手握拉曼探头的方式灵活地测周围物体的拉曼光谱，设计新颖、结构简单合理，拉曼光谱测试灵活方便，提高测试性能，扩大测出范围，适合多种场合应用。
文档编号G01J3/44GK201514381SQ200920211109
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者吴晶, 唐前进, 成诚, 朱弘, 邵杰, 陈建永 申请人:公安部第三研究所
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