便携式拉曼光谱仪校准光路标准光源引入方法

摘要

本发明为一种高度集成、封闭光路系统便携式拉曼光谱仪校准光路标准光源引入方法。该方法设计制造一种光路通道关键部件，使其连接拉曼光谱仪样品台和固定支撑标准光源。关键部件带有磁性粒珠的下端与拉曼光谱样品台的凹槽垂直结合(同时起开关作用)，标准光源插入所述光路通道关键部件上端的羽翼处，其中标准光源的光源与关键部件光路入口准直，从而固定支撑标准光源，使之能够稳定通过光路通道关键部件的圆孔处准直进入校准光路，从而实现将标准光源引入拉曼光谱校准光路的目标。关键部件材质主体为黑色聚合物材料或金属材料，镶嵌3-5mm磁性粒珠4-8颗，其光路长度为3cm-5cm，羽翼长度为10cm-15cm。

说明书

所属领域 

本发明涉及便携式拉曼光谱仪校准光路标准光源引入方法，特别是涉及高度集成、封闭光路系统便携式拉曼光谱仪的校准过程中，标准光源引入校准光路的方法。 

背景技术

拉曼光谱频率与原子或离子的性质、空间位形及它们彼此间或同外界的相互作用等因素有关；根据特征拉曼光谱，就能获悉该物质的成分、微结构和内部运动的信息。因此，与红外吸收光谱相似，对拉曼光谱的研究也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前，拉曼光谱技术以其信息丰富，制样简单，对样品无损伤等独特的优点，在化学、物理学、材料学、生命科学，环境学、医药学、地质学、文物考古、公安法学等多个领域得到了广泛的应用。 

由于拉曼光谱的广泛应用，对拉曼光谱光路校准提出了要求。拉曼光谱需要定期检查以确定设备状况是否满足常规测量要求或设备性能是否发生了变化。拉曼光谱校准就是为了方便定期检查以及当仪器性能下降时确定系统问题所在。特别是在地质学、文物考古、公安法学等多个领域，由于便携式拉曼光谱仪携带方便、现场测试等特点而得到广泛应用。但是由于其集成度高、系统封闭，其光路校准液带来很大困难。 

美国ASTM标准对拉曼光谱性能测量及校准用标准物质发布了标准，但是这些标准主要针对拉曼光谱校准提出的文字标准，至于校准过程中将标准光源引入校准光路方法没有阐述，而将标准光源引入校准光路是校准拉曼光谱仪器的一个重要环节。 

由于便携式拉曼光谱仪高度集成，其样品测试光路为封闭系统，因此较大型拉曼光谱仪校准中标准光源引入更为困难。为了突破这个问题，本专利采用了一个独特设计的特定光路长度和形状的光路通道，将标准光源引入便携式拉曼光谱仪的校准光路，实现便携式拉曼光谱仪的校准。 

发明内容

本专利提出了一种便携式拉曼光谱仪校准光路标准光源的引入方法。采用独特设计的光路通道，将标准光源引入便携式拉曼光谱仪的校准光路，实现便携式拉曼光谱仪的校准，解决了涉及高度集成、封闭光路系统拉曼光谱仪校准过程中，标准光源引入校准光路的方法。 

本发明采用特定材质材料，根据标准光源尺寸加工为特定光路长度和形状的光路通道，将标准光源引入便携式拉曼光谱仪的校准光路，实现便携式拉曼光谱仪的校准。该独特设计的光路通道关键部件不仅能够只将标准光源引入校准光路，避免杂散光的引入，而且起到固定标准光源的支架作用和开关作用。 

本发明是这样实现的： 

所述的方法首先采用特定材质材料，根据标准光源尺寸设计、加工为特定光路长度和形状的光路通道，其次将该光路通道分别于标准光源和便携式拉曼光谱仪样品台密切结合。一方面使标准光源引入校准光路，但是避免杂散光的引入；另一方面使标准光源稳定地固定在整个光路系统中。这样将标准光源引入便携式拉曼光谱仪的校准光路，实现便携式拉曼光谱仪的校准。 

在具体实施中， 

所述的特定材质材料主体为黑色聚合物材料或金属材料，镶嵌3-5mm磁性粒珠4-8颗； 

所述的特定光路长度为3cm-5cm； 

所述的特定形状为不对称羽翼型，羽翼长度10cm-15cm； 

所述的将标准光源引入便携式拉曼光谱仪校准光路的具体路径： 

将标准光源插入所述光路通道关键部件上端的羽翼处，标准光源通过光路通道关键部件的圆孔处准直进入校准光路；然后将光路通道关键部件带有磁性粒珠的下端与标准与拉曼光谱样品台垂直结合，实现将标准光源引入拉曼光谱校准光路的目标。 

本发明的关键点是： 

(1)光路通道与标准光源和样品台的结合要密闭，避免杂散光的引入和标准光源的发散； 

(2)光路通道还要起到固定标准光源的支架作用，使标准光源能够稳定、准直进入校准光路； 

(3)更重要的是光路通道与样品台结合时要起到测量开关作用。 

本发明的创新点： 

1)设计不对称羽翼型光路通道； 

2)采用镶嵌磁珠方式与样品台吸合并起到测量开关作用。 

附图说明

图1.本发明设计加工光路通道关键部件的示意图；图1(a)为俯视图，图1(b)为剖面图。 

图2标准光源引入校准光路技术路线；图2A：样品台；B：样品台凹槽，与封盖锲合，起到开关作用；C：关键部件长羽翼部分凹槽，放置标准光源，起到固定作用；D：关键部件光路入口，也是标准光源的光源通道；E：关键部件底部磁珠与B凹槽锲合部分，起到密封和开关作用。 

具体实施方式：

本发明的光路通道关键部件如图1所示。设计光路通道关键部件尺寸如图1所标识，采用黑色聚合物材料或金属材料按设计尺寸切割、加工、打磨，将4-8可磁性粒珠镶嵌在光路通道底部。本发明将标准光源引入校准光路方法如图2所示。将光路通道关键部件带有磁性粒珠的下端与拉曼光谱样品台垂直结合， 其中关键部件带有磁性粒珠部分与拉曼光谱样品台A的凹槽B锲合。将标准光源插入所述光路通道关键部件上端的羽翼处，其中标准光源的光源与关键部件光路入口D准直，标准光源其余部件与关键部件C锲合，从而固定支撑标准光源，使之能够稳定通过光路通道关键部件的圆孔处准直进入校准光路，从而实现将标准光源引入拉曼光谱校准光路的目标。得到设计独特、满足光路通道与拉曼光谱仪样品台和标准光源结合封闭，并能起到固定标准光源支架作用的光路通道。 

实施例1 

A：如图1加工光路通道关键部件，光路通道尺寸为3cm，羽翼长度为10cm，底部镶嵌3mm磁性粒珠4颗。 

B：如图2将光路通道关键部件带有4颗磁性粒珠的下端与拉曼光谱样品台垂直结合，其中关键部件带有磁性粒珠部分与拉曼光谱样品台A的凹槽B锲合。 

C：将汞灯标准光源的光源出口位置插入所述光路通道关键部件上端的羽翼处，其中标准光源的光源与关键部件光路入口D准直，标准光源其余部件与关键部件C锲合，从而使关键部件C固定支撑住标准光源。 

D：这样标准光源的光源稳定通过光路通道关键部件的圆孔处准直进入校准光路，从而实现将标准光源引入拉曼光谱校准光路的目标。得到设计独特、满足光路通道与拉曼光谱仪样品台和标准光源结合封闭，并能起到固定标准光源 支架作用的光路通道。 

实施例2 

A：如图1加工光路通道关键部件，光路通道尺寸为5cm，羽翼长度为15cm，底部镶嵌5mm磁性粒珠8颗。 

B：如图2将光路通道关键部件带有8颗磁性粒珠的下端与拉曼光谱样品台垂直结合，其中关键部件带有磁性粒珠部分与拉曼光谱样品台A的凹槽B锲合。 

C：将氖灯标准光源的光源出口位置插入所述光路通道关键部件上端的羽翼处，其中标准光源的光源与关键部件光路入口D准直，标准光源其余部件与关键部件C锲合，从而使关键部件C固定支撑住标准光源。 

D：这样标准光源的光源稳定通过光路通道关键部件的圆孔处准直进入校准光路，从而实现将标准光源引入拉曼光谱校准光路的目标。得到设计独特、满足光路通道与拉曼光谱仪样品台和标准光源结合封闭，并能起到固定标准光源支架作用的光路通道。