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专利名称：激光光散射—拉曼光谱联用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学分析仪器领域，特别涉及一种激光光散射-拉曼光谱联用装置。
背景技术：
拉曼散射现象自1928年由印度物理学家拉曼发现以来，由于拉曼光谱具有信息丰富、拉曼位移与入射光频率无关、分析效率高和样品用量少等显著的特点越来越受到广泛的关注。近年来，拉曼光谱仪可以精确的检测出物质的组成、含量等，已经成为化学分析、表面化学、矿物学、半导体材料、环境保护、生物医学、食品医药和考古学等众多领域重要的研究分析手段。动态光散射是由于高分子在溶液中的布朗运动，使得光强随时间产生脉动，采用数字相关器技术处理光子脉动信号，可以得到高分子运动的扩散信息，再利用斯托克斯ー爱因斯坦(Stokes — Einstein)方程计算得出绝对分子量大小及其分布。动态光散射又被称为光子相关谱法(PCS)或者准弾性光散射法，它用来表征聚合物的绝对分子量，是目前全世界公认的ー种最行之有效的、最接近真实的方法。激光光散射作为ー种检测大分子的分析研究手段，以其卓越的性能，广泛应用于生物技术、医药、化工、环�：褪称返攘煊颍�其研究与开发对环境保护、医药和食品安全都有十分重要的意义。为了扩展拉曼光谱仪的使用范围、提高拉曼光谱仪的使用效率。传统的拉曼光谱分析和激光光散射光子相关光谱分析是通过各自独立的仪器分析測量，它的缺点是不能联合测量分析，增大测量成本，给分析测量带来不便。

实用新型内容为了解决上述技术问题，本实用新型提供了ー种结构简单、功能増加、成本降低、调节效率和測量精度有所提高且不需投入新的设备，便于普及推广的激光光散射-拉曼光谱联用装置。本实用新型解决上述的技术问题的技术方案是包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路成90度，光阑为小孔光阑。—种激光光散射-拉曼光谱联用装置，包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、第一反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜、第二反射镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路为180度，光阑为小孔光阑。一种激光光散射-拉曼光谱联用装置，包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、第一反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜、第二反射镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路为O度，光阑为圆环通光光阑。一种激光光散射-拉曼光谱联用装置，还包括光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机，所述的单色仪与光电转换器连接，光电转换器与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端分别与相关器和脉冲计数器连接，所述的相关器和脉冲计数器分别与计算机连接。 由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是( I)应用于传统激光拉曼光谱仪，它只要通过转换光阑和滤光片，就可进行激光光散射光子相关谱分析与激光拉曼光谱分析转换，且无需增加太多的设备投入，商业前景好。(2)应用于传统激光拉曼光谱仪，它只要通过调节単色仪到激光波长处，插入光阑，就可进行激光光散射光子相关谱分析，扩展了普通激光拉曼光谱仪的使用功能。(3)对于激光光散射光子相关谱测量，激光光散射-拉曼光谱联用装置采用高分辨单色仪分光只让瑞利散射光通过，可以得到非常纯的瑞利散射光，提高了測量精度。(4)光散射光子相关谱和拉曼光谱联合測量分析物质结构和特性，可以更加深入分析了解物质特性。(5)本实用新型结构简单、紧凑，制造容易，成本低，使用快捷，免去了毎次测量时仪器、样品池和样品的更换，操作简单易行，节约了大量的測量时间，工作效率高，适宜普及推广。

图I为本实用新型实施例I的光路图。图2为本实用新型实施例2的光路图。图3为本实用新型实施例3的光路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进ー步的详细说明。如图I所示，图I为本实用新型中90度光散射光子相关谱和拉曼光谱联用仪光路图。其组成为激光器、反射镜M1、二分之一波长片P1、聚焦透镜L1.样品池S、小孔光阑H、散射成像透镜L2、散射成像透镜L3、滤光片F、单色仪、光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机。反射镜M1将激光反射到样品池S中的样品上；二分之一波长片P1可改变激光偏振方向进行偏振光谱测量；聚焦透镜L1将激光聚焦在样品池S中的样品上；样品池S底面和四面通光；小孔光阑H使其只有90度附近的散射光通过，使其能进行90度激光光散射測量；聚焦透镜L2和L3为散射成像透镜组，其光轴垂直于入射光方向，L2和L3将散射光聚焦在単色仪狭缝上，以便于单色仪分光；滤光片F滤去瑞利散射光以利于激光拉曼光谱测量；单色仪将不同顔色的散射光分光输出，以便于光子相关谱和拉曼光谱测量；光电转换器将光信号转变为电信号；信号放大器将光电信号放大使其能带动后级负载；脉冲计数器将光电信号计数测量；相关器将光电信号进行相关计数和90度相关运算；计算机将激光拉曼光谱和激光光散射測量结果进行处理、显示和保存。[0021]本实用新型中激发样品的散射光经成像透镜和滤光片入射光谱仪，光谱仪扫描纪录光谱得到拉曼光谱；激发样品的散射光经过光阑，再经成像透镜入光谱仪，控制光谱仪扫描到激光激发波长，调节狭缝宽度只让波长为激光激发波长的散射光通过，进行光子计数測量和光子相关散射分析。通过转换光阑和滤光片，实现激光光散射-拉曼光谱联用。如图2所示，图2为本实用新型中实现180度光散射光子相关谱和拉曼光谱联用仪光路图，其组成为激光器、反射镜M1、二分之一波长片P1、聚焦透镜L1、反射镜M2、样品池S、小孔光阑H、散射成像透镜L2、散射成像透镜L3、滤光片F、单色仪、光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机。图中M1为反射镜，反射镜仏将激光反射到小反射镜ル上；小反射镜M2再将激光反射到样品池S中的样品上J1为二分之一波长片，P1可改变激光偏振方向进行偏振光激发测量为聚焦透镜，L1将激光聚焦在样品池S中的样品上；样品池S侧面或四面通光；H为小孔光阑，使其只有180度附近的散射光通过；L2和L3为散射成像透镜组，其光轴平行于入射光方向，L2和L3将散射光聚焦在单色仪(光谱仪)狭缝上，以便于单色仪分光ボ为滤光片，滤去瑞利散射光，以利于拉曼光谱测量；单色仪将不同顔色的散射光分光输出，以便于光子相关谱和拉曼光谱测量；光电转换器将光信号转变为电信号；信号放大器将光电信号放大使其能带动后级负载；脉冲计数器将光电信号处理计数測量；相关器将光电信号进行相关计数和180度相关运算；计算机将激光拉曼光谱和激光光散射 測量结果进行处理、显示和保存。如图3所示，图3为本实用新型中实现小角度光散射光子相关谱和拉曼光谱联用仪光路图，其组成为激光器、反射镜M1、二分之一波长片P1、聚焦透镜L1、反射镜M2、样品池S、圆环透光光阑H、散射成像透镜L2、散射成像透镜L3、滤光片F、单色仪、光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机。图中M1为反射镜，反射镜M1将激光反射到反射镜M3上；反射镜％再将激光反射到样品池S中的样品上め为二分之一波长片，P1可改变激光偏振方向为聚焦透镜，L1将激光聚焦在样品池S中的样品上；样品池S两相对侧面或四面通光为圆环透光光阑，使其只有0度附近的小角度散射光通过，圆环透光光阑H的中心圆不通光部分挡住0度附近小范围入射光，圆环透光光阑H的不同半径的不透光中心圆为不同的小角度散射，设置成3度、5度、7度或9度散射光通过，进行不同的小角度散射光子相关谱测量山2和L3为散射成像透镜组，其光轴平行于入射光方向，L2和L3将散射光聚焦在单色仪(光谱仪)狭缝上，以便于单色仪分光；F为滤光片，滤去瑞利散射光；单色仪将不同顔色的散射光分光输出，以便于光子相关谱和拉曼光谱测量；光电转换器将光信号转变为电信号；信号放大器将光电信号放大使其能带动后级负载；脉冲计数器将光电信号处理计数测量；相关器将光电信号进行相关计数和相应小角度相关运算；计算机将激光拉曼光谱和激光光散射測量结果进行处理、显示和保存。
权利要求1.一种激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路成90度，光阑为小孔光阑。
2.根据权利要求I所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括一片滤光片，所述的滤光片设置在第一散射成像透镜和第二散射成像透镜之间。
3.根据权利要求I所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机，所述的单色仪与光电转换器连接，光电转换器与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端分别与相关器和脉冲计数器连接，所述的相关器和脉冲计数器分别与计算机连接。
4.一种激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、第一反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜、第二反射镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路为180度，光阑为小孔光阑。
5.根据权利要求4所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括一片滤光片，所述的滤光片设置在第一散射成像透镜和第二散射成像透镜之间。
6.根据权利要求4所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机，所述的单色仪与光电转换器连接，光电转换器与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端分别与相关器和脉冲计数器连接，所述的相关器和脉冲计数器分别与计算机连接。
7.一种激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于包括激光激发样品的激发光路和光散射成像光路，所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、第一反射镜、二分之一波长片、聚焦透镜、第二反射镜和样品池，所述的光散射成像光路上依次设有样品池、光阑、第一散射成像透镜、第二散射成像透镜和单色仪，激发光路和光散射成像光路为0度，光阑为圆环通光光阑。
8.根据权利要求7所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括一片滤光片，所述的滤光片设置在第一散射成像透镜和第二散射成像透镜之间。
9.根据权利要求7所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于还包括光电转换器、信号放大器、脉冲计数器、相关器和计算机，所述的单色仪与光电转换器连接，光电转换器与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端分别与相关器和脉冲计数器连接，所述的相关器和脉冲计数器分别与计算机连接。
10.根据权利要求7所述的激光光散射-拉曼光谱联用装置，其特征在于所述圆环通光光阑为满足测试3度、5度、7度或9度中的ー种。
专利摘要本实用新型公开了一种激光光散射-拉曼光谱联用装置。它包括在激光激发样品的测试激发光路中设置90度、180度和小角度光散射光路，90、180和小角度激发样品的散射光经成像透镜和瑞利光滤光片入光谱仪，光谱仪扫描纪录光谱得到拉曼光谱；90、180和小角度激发样品的散射光经过光阑，再经成像透镜入光谱仪，控制光谱仪扫描到激光激发波长处，调节狭缝宽度只让波长为激光激发波长的散射光通过，进行光子计数测量和光子相关散射测量，进行激光光散射-拉曼光谱联用；实现光散射光子相关谱和拉曼光谱联合测量分析物质结构和特性。本实用新型克服了传统拉曼光谱仪测试方法单一性，拓展了激光拉曼光谱仪的使用范围。
文档编号G01N21/65GK202512059SQ20112052610
公开日2012年10月31日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者黄笃之 申请人:湖南科技大学