光子晶体光纤及拉曼信号收集系统的制作方法

本实用新型涉及检测领域，具体涉及一种光子晶体光纤及拉曼信号收集系统。

背景技术：

在现有技术中，通常需要使用氢焰色谱仪来检测气体。但氢焰色谱仪无法检测非烃气体，气体拉曼光谱信号非常微弱，在先技术中，增强拉曼光谱并收集信号存在不足，因此，气体拉曼光谱信号微软的问题亟需解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光子晶体光纤及拉曼信号收集系统。

本实用新型提供一种技术方案：

一种光子晶体光纤，包括多根纤棒，所述多根纤棒按预设形状设置在所述光子晶体光纤内，所述多根纤棒之间的空隙填充有透明填充物；该光子晶体光纤内开设有通道，该通道位于所述光子晶体光纤的轴线上。

在本实用新型较佳的实施例中，所述多根纤棒均为石英纤棒。

多根纤棒分布在光子晶体光纤中，可以起到对进入光子晶体光纤的光的反射作用，光纤的材料具体可以为石英纤棒，也可以为其他材料的纤棒，纤棒的具体材质不应该理解为是对本实用新型的限制。

在本实用新型较佳的实施例中，所述多个纤棒相邻两个纤棒之间的距离为0.1毫米。

相邻两个纤棒之间的距离为0.1毫米，可以增加散射光收集效率。进入光纤之前的光为散射光，光的方向多种多样，两个主要收集方向的透镜收集后可以经光子晶体光纤加强，并从光子晶体光纤的另一端射出。

在本实用新型较佳的实施例中，所述多根纤棒包括十二根纤棒。

多个纤棒的数量可以为十二根，十二根纤棒可以围成一个预设形状，且十二根纤棒围成预设形状以后，能够更好的对拉曼散射光进行反射调整，从而规整拉曼散射光的方向性。多个纤棒的数量可以为十二根，也可以为其他的数量，例如十八根，纤棒的具体数量不应该理解为是对本申请的限制。

在本实用新型较佳的实施例中，所述十二根纤棒围成的截面为正六角形形状。

十二根纤棒可以围成正六角形形状，由于十二根纤棒围成正六角形，十二根纤棒相邻两根纤棒之间存在空隙，而空隙之后还对应有一根纤棒，因此可以较好的避免拉曼散射光的外露。

在本实用新型较佳的实施例中，所述多根纤棒中的每根纤棒的直径为0.15毫米。

每根纤棒的直径均为0.15毫米，当然纤棒的直径也可以为其他的数值，例如0.18毫米，纤棒的直径的具体数值不应该理解为是对本申请的限制。

在本实用新型较佳的实施例中，所述多根纤棒中的每根纤棒的表面均涂有全反射涂层。

每根纤棒的表面可以涂有耐腐蚀且全反射的涂层，全反射的涂层可以加强纤棒的反射效果，耐腐蚀材料的涂层可以延长纤棒的使用寿命。

在本实用新型较佳的实施例中，所述光子晶体光纤的最外层设置有镀金包层。

光子晶体光纤的最外层可以设置有镀金包层，若拉曼散射光还是从多根纤棒围成的形状中射出，可以在射到镀金包层之后反射回去，避免拉曼散射光的外泄。

在本实用新型较佳的实施例中，所述透明填充物为树脂材料。

透明填充物为树脂材料，反射光可以透过树脂材料在光子晶体光纤中来回反射。可以理解，透明填充物可以为其他的材料，透明填充物的具体材料不应该理解为是对本实用新型的限制。

本实用新型实施例还提供了一种拉曼信号收集系统，所述系统包括第一准共心球面镜、第二准共心球面镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第一滤光镜、第二滤光镜、第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜、CCD图像传感器以及上述的光子晶体光纤；所述第一准共心球面镜的凹陷与所述第二准共心球面镜的凹陷相对，所述第一半透半反镜以及所述第二半透半反镜均位于所述第二准共心球面镜的两侧；所述光子晶体光纤的一端与所述第一滤光镜连接，所述光子晶体光纤的另一端与所述第二滤光镜连接，所述第一滤光镜与所述第一半透半反镜的远离所述第一准共心球面镜的一侧相对，所述第二滤光镜与所述第二半透半反镜的远离所述第一准共心球面镜的一侧相对；所述第一离轴抛物面镜、第二离轴抛物面镜以及CCD图像传感器均设置在所述光子晶体光纤的内侧；所述第一离轴抛物面镜用于将所述第一半透半反镜的反射光反射至所述CCD图像传感器；所述第二离轴抛物面镜用于将所述第二半透半反镜的反射光反射至所述CCD图像传感器。

本实用新型实施例提供的光子晶体光纤及拉曼信号收集系统的有益效果是：

本实用新型实施例提供了一种光子晶体光纤及拉曼信号收集系统，该光子晶体光纤包括多根纤棒，所述多根纤棒按预设形状设置在所述光子晶体光纤内，所述多根纤棒之间的空隙填充有透明填充物；该光子晶体光纤内开设有通道，该通道位于所述光子晶体光纤的轴线上。通道内具体可以通入样本气体，可以引导拉曼散射光从该光子晶体光纤的一端进入，拉曼散射光进入后，可以透过透明填充物在多个纤棒之间来回反射，从而规整拉曼散射光的方向。散射光在多根纤棒之间多级重复反射，实现高效的散射光的收集与汇聚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的光子晶体光纤的截面的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例提供的光子晶体光纤的结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例提供的拉曼信号收集系统的结构示意图。

图标：第一准共心球面镜110；第二准共心球面镜120；第一半透半反镜130；第二半透半反镜140；第一滤光镜150；第二滤光镜160；第一离轴抛物面镜170；第二离轴抛物面镜180；CCD图像传感器190；光子晶体光纤210；纤棒211；透明填充物212；通道213。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1和图2，图1和图2共同示出了一种光子晶体光纤210，包括多根纤棒211，所述多根纤棒211按预设形状设置在所述光子晶体光纤210内，所述多根纤棒211之间的空隙填充有透明填充物212；该光子晶体光纤210内开设有通道213，该通道213位于所述光子晶体光纤210的轴线上。

通道213内具体可以通入样本气体，该样本气体具体可以为录井气体，从而实现对录井气体的分析。录井气体具体可以为含有天然气的混合物，成分可以包括甲烷、丙烷等。

具体地，所述多根纤棒211均为石英纤棒211。多根纤棒211分布在光子晶体光纤210中，可以起到对进入光子晶体光纤210的光的反射作用，光纤的材料具体可以为石英纤棒211，也可以为其他材料的纤棒211，纤棒211的具体材质不应该理解为是对本实用新型的限制。

具体地，所述多个纤棒211相邻两个纤棒211之间的距离为0.1毫米。相邻两个纤棒211之间的距离为0.1毫米，可以增加散射光收集效率。进入光纤之前的光为散射光，光的方向多种多样，两个主要收集方向的透镜收集后可以经光子晶体光纤210加强，并从光子晶体光纤210的另一端射出，这样可以得到10倍左右的增强效率。

具体地，所述多根纤棒211包括十二根纤棒211。多个纤棒211的数量可以为十二根，十二根纤棒211可以围成一个预设形状，且十二根纤棒211围成预设形状以后，能够更好的对拉曼散射光进行反射调整，从而规整拉曼散射光的方向性。多个纤棒211的数量可以为十二根，也可以为其他的数量，例如十八根，纤棒211的具体数量不应该理解为是对本申请的限制。

具体地，所述十二根纤棒211围成的截面为正六角形形状。请参见图1，十二根纤棒211中可以先去六根纤棒211作为小正六边形的六个顶点，围绕着通道213均匀分布，然后剩下六根纤棒211设置在围成小六边形的纤棒211的相邻两根纤棒211的延长线上。由于相邻两根纤棒211之间存在空隙，而空隙之后还对应有一根纤棒211，即使拉曼散射光从小正六边形的相邻两根纤棒211之间穿过，也有很大概率照射到空隙之后对应的纤棒211，因此可以较好的避免拉曼散射光的外露。

具体地，所述多根纤棒211中的每根纤棒211的直径为0.15毫米。每根纤棒211的直径均为0.15毫米，当然纤棒211的直径也可以为其他的数值，例如0.18毫米，纤棒211的直径的具体数值不应该理解为是对本申请的限制。

具体地，所述多根纤棒211中的每根纤棒211的表面均涂有全反射涂层。每根纤棒211的表面可以涂有耐腐蚀且全反射的涂层，全反射的涂层可以加强纤棒211的反射效果，耐腐蚀材料的涂层可以延长纤棒211的使用寿命。

具体地，所述光子晶体光纤210的最外层设置有镀金包层。光子晶体光纤210的最外层可以设置有镀金包层，若拉曼散射光还是从多根纤棒211围成的形状中射出，可以在射到镀金包层之后反射回去，避免拉曼散射光的外泄。

具体地，所述透明填充物212为树脂材料。透明填充物212为树脂材料，反射光可以透过树脂材料在光子晶体光纤210中来回反射。可以理解，透明填充物212可以为其他的材料，透明填充物212的具体材料不应该理解为是对本实用新型的限制。

请参见图3，本实用新型实施例还提供了一种拉曼信号收集系统，所述系统包括第一准共心球面镜110、第二准共心球面镜120、第一半透半反镜130、第二半透半反镜140、第一滤光镜150、第二滤光镜160、第一离轴抛物面镜170、第二离轴抛物面镜180、CCD图像传感器190以及上述的光子晶体光纤210；所述第一准共心球面镜110的凹陷与所述第二准共心球面镜120的凹陷相对，所述第一半透半反镜130以及所述第二半透半反镜140均位于所述第二准共心球面镜120的两侧；所述光子晶体光纤210的一端与所述第一滤光镜150连接，所述光子晶体光纤210的另一端与所述第二滤光镜160连接，所述第一滤光镜150与所述第一半透半反镜130的远离所述第一准共心球面镜110的一侧相对，所述第二滤光镜160与所述第二半透半反镜140的远离所述第一准共心球面镜110的一侧相对；所述第一离轴抛物面镜170、第二离轴抛物面镜180以及CCD图像传感器190均设置在所述光子晶体光纤210的内侧；所述第一离轴抛物面镜170用于将所述第一半透半反镜130的反射光反射至所述CCD图像传感器190；所述第二离轴抛物面镜180用于将所述第二半透半反镜140的反射光反射至所述CCD图像传感器190。从而可以提高拉曼散射光的收集效率，增强拉曼光谱信号。

具体地，以拉曼散射光依次透过第一半透半反镜130以及第一滤光镜150为例进行说明：入射光线经第一准共心球面镜110进入谐振腔后，在第一准共心球面镜110以及第二准共心球面镜120之间进行2000多次的反射，从而在第一准共心球面镜110的焦点处以及第二准共心球面镜120的焦点处形成拉曼散射光。

拉曼散射光依次透过第一半透半反镜130以及第一滤光镜150进入光子晶体光纤210内，然后经光子晶体光纤210的多次反射后，从靠近第二滤光镜160的一端射出，再依次经过第二半透半反镜140、第二离轴抛物面镜180的反射，反射到CCD图像传感器190上。

拉曼散射光还可以依次透过第二半透半反镜140以及第二滤光镜160进入光子晶体光纤210内，然后经光子晶体光纤210的多次反射后，从靠近第一滤光镜150的一端射出，再依次经过第一半透半反镜130、第一离轴抛物面镜170的反射，反射到CCD图像传感器190上。

本实用新型实施例提供了一种光子晶体光纤210及拉曼信号收集系统，该光子晶体光纤210包括多根纤棒211，所述多根纤棒211按预设形状设置在所述光子晶体光纤210内，所述多根纤棒211之间的空隙填充有透明填充物212；该光子晶体光纤210内开设有通道213，该通道213位于所述光子晶体光纤210的轴线上。通道213内具体可以通入样本气体，可以引导拉曼散射光从该光子晶体光纤210的一端进入，拉曼散射光进入后，可以透过透明填充物212在多个纤棒211之间来回反射，从而规整拉曼散射光的方向。散射光在多根纤棒211之间多级重复反射，实现高效的散射光的收集与汇聚。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。