本发明一般涉及光谱学领域。更特别地，本发明涉及改善型拉曼光谱学(ramanspectroscopy)。
背景技术：
拉曼光谱学是某种光谱学技术，其能够实现系统中的振动、转动和其他低频模式的观测。拉曼光谱学通常用在例如化学领域中以提供可以识别不同分子的指纹。
拉曼光谱学一般提供关于分子振动的信息，其可以用于识别或量化构成样本的材料。样本通常被电磁辐射源(例如具有单色光的激光器或led)照射。在样本上入射的光被散射、吸收或穿透。散射光的大部分通常与光源在相同的频率中，这通常被称为瑞利或弹性散射，即能量被保存。一般而言，非常小量(一般在10-5％的范围中)的入射光强度通过拉曼散射或非弹性散射被散射，即能量没有保存能量，导致散射光的波长移位。
样本的拉曼光谱可以通过相对于频率绘制波长移位强度来得到。
拉曼光谱学是非常完善的光谱学技术，其可用于以高精确度快速识别化学物质。每一种材料会产生唯一的拉曼光谱，这就是为什么这种技术适合于识别材料的原因。
拉曼效应一般发生在聚焦的单色(激光)光与包括在样本中的被照射的分子的振动模式相互作用时。
从分子散射的光产生通常包括组成分子“指纹”的一连串的线的振动光谱。
拉曼仪器通常用于药物实验室中。
此外，电子组件的持续小型化导致产生便携式且手持的拉曼仪器，该便携式且手持的拉曼仪器可用于手持测量液体、粉末和固体。
拉曼仪器的光学模块主要包括三个主要部分：激励源，例如一般为激光器；采样设备，例如一般为光学探测器；以及光谱仪或检测器。光学探测器通常将激光辐射投递到样本并传送从样本往回散射的拉曼辐射至光谱仪。
一般而言，存在三种主要类型的光学探测器几何结构：使用光纤的远程采样探测器、具有自由空间辐射路径的常规采样探测器、以及拉曼成像探测器，该拉曼成像探测器是拉曼光谱仪和显微镜的结合。
首次报道的拉曼探测器是在mccreery等人的美国专利no.4,573,76l中的远程采样探测器。该探测头是三个光纤的集束，其中中心光纤用于将激光束传递到样本以及其他两个光纤从样本收集拉曼光。所述激光束是发散的且拉曼光子的效率很差。针对mccreery探测器作出许多改进以增加收集效率。
常规采样探测器通常通过在自由空间激光器和收集路径上结合透镜系统和虑光材料来移除光纤背景并优化光吞吐量。这些探测器一般使用180°或90°的几何结构。
对这两种几何结构有一些变形。在一些应用中，激光器与收集轴之间的角度超过或低于90°，而一些应用使用平行的轴以进行激励和收集辐射。
180°探测器配置在商业化拉曼仪器中变得很普遍并有许多优点。例如，收集透镜(collectionlen)与样本之间的有效距离可以高达几个厘米，这一般会使得通过小瓶进行拉曼采样成为可能。由于激光和收集光经过相同表面，可以容忍曲面小瓶或瓶子。
但是，样本校准对于这两种几何形状是共同的问题，因为激光在样本上的聚焦位置会受到拉曼信号强度的严重影响。
不同的采样几何形状对焦点具有不同的敏感度。例如，拉曼显微镜从非常小的样本区(深度几微米以及边长1微米)得到光谱且通常会对焦点位置极其敏感，沿着光轴运动几微米会让信号降低一半或更多。
us2014/0221753a1公开了用于共聚焦显微內镜的物镜结构。这里，成像装置可以被配置成生成解剖结构(一个或多个)的显微图像，其中该成像装置可以包括可变焦点透镜，并可以被设置在外壳装置中。
此外，拉曼光谱仪敏感度与光斑尺寸和采样区域尺寸有关。期望小焦点以实现高敏感度，但是这也会减小采样区域，这对于非均匀或非同质样本来说是个问题。该问题通过根和波束扫描技术来解决，例如在美国专利no.8,310,669和/或us20120162642a1中描述的技术。
所有常规探测器的典型问题是探测器的内部机械结构造成的杂散光。
拉曼光谱仪基于非弹性散射(即，入射颗粒的动能没有被保存)，或基于拉曼散射(即，光子的非弹性散射)。散射通常由激光束形式的光引起，该激光束一般在可见、近红外或近紫外光的范围中。
一般而言，可利用具有高激光能量密度的激光束来照射样本。电磁辐射形成样本的照射光斑，可用透镜收集并通过单色光镜被发送该电磁辐射。一般而言，弹性散射辐射可被过滤出，而收集的光的剩余部分通过滤镜被传送至检测器。
在拉曼色谱仪中通常使用的高激光能量密度会带来技术上的问题。由于通常在拉曼色谱仪中照射样本的小区域，高激光能量密度通常会导致在样本中热量大增，这会严重损坏样本。对样本施加大量能量也会导致其他危险，例如在可能爆炸的物质的情况下。
在调查有色样本中限制使用拉曼色谱仪的另一典型问题是从光纤本身发射荧光和拉曼光，该荧光和拉曼光在该环境中会隐藏非常弱的拉曼信号。
另一问题是如果激光能量密度过高，样本(尤其是黑色和棕色样本)会经历局部加热。由于黑体辐射，这通常会在拉曼光谱中被观测为叠加在拉曼光谱上的斜宽背景，使得难以实际从环境噪声中辨别散射。
因此，需要用于实现拉曼色谱测定的新的改进的系统。
技术实现要素：
为了减轻上述缺陷的一些或全部，本发明人在有洞察力的推理之后意识到这可以根据第一方面来实现。
根据第一方面，提供了用于分析来自由电磁辐射照射的物体的非弹性散射电磁辐射的系统。系统包括电磁辐射源，该电磁辐射源用于发射电磁辐射到物体。系统还包括至少一个检测器，该检测器用于检测来自物体的非弹性散射电磁辐射的至少部分，是检测器被布置在光谱仪单元中，该光谱仪单元用于检测来自物体的非弹性散射电磁辐射的波长光谱。此外，系统包括可调透镜组件，其包括设置在电磁辐射源与物体之间的光束路径中的可调透镜，并被布置为将从电磁辐射源发射的电磁辐射波束投射到所述物体的区域并接收和校准来自物体的非弹性散射电磁辐射。控制单元连接到可调透镜，并被布置为通过向可调透镜组件施加第一设置控制操作信号来控制可调透镜组件的光学特性操作设置，其中第一设置控制操作信号包括与可实现的第一焦距、第一波束形状和/或第一波束位置有关的信息。控制单元还连接到至少一个检测器，用于在使用可调透镜组件的第一设置时接收至少来自物体的非弹性散射电磁辐射的第一光谱。控制单元被布置为通过将第一光谱的光学特性与参考进行比较来分析检测到的非弹性散射电磁辐射的部分，并决定第一设置是否应当被改变到可调透镜组件的第二设置。在决定将第一设置改变到第二设置的情况下，控制单元还被配置成传送与第二设置相关联的第二设置控制操作信号到电可调透镜组件，其中第二设置包括与可调透镜组件可实现的第二焦距、第二波束形状和/或第二波束位置有关的信息。改变到可调透镜组件的第二设置的决定基于：
第一光谱中存在的第一荧光等级高于预定阈值，由此第二设置与相比于第一设置的波束形状增大的波束形状相关联，
在第一光谱中存在的第二荧光等级低于预定等级，由此第二设置与相比于第一设置的波束形状减小的波束形状相关联，或
不存在荧光或存在的第三荧光等级低于第二等级，由此第二设置与第二焦距或第二波束位置相关联。
根据第二方面，提供用于分析来自由电磁辐射照射的物体的非弹性散射电磁辐射的系统。该系统包括电磁辐射源，该电磁辐射源用于发射电磁辐射到物体。系统还包括至少一个检测器，该检测器用于检测来自物体的非弹性散射电磁辐射的至少部分，该至少一个检测器被布置为检测从物体向电磁辐射源散射的电磁辐射的等级。此外，系统包括可调透镜组件，其包括设置在电磁辐射源与物体之间的光束路径中的可调透镜，并被布置为将从电磁辐射源发射的电磁辐射波束投射到物体的区域并接收和校准来自物体的非弹性散射电磁辐射。控制单元连接到可调透镜，并被布置为通过向可调透镜组件施加第一设置控制操作信号来控制可调透镜组件的光学特性操作设置，其中第一设置控制操作信号包括与可实现的第一焦距、波束形状和/或波束位置有关的信息。控制单元还连接到至少一个检测器，用于在使用可调透镜组件的第一设置时接收来自物体的非弹性散射电磁辐射的至少一部分。控制单元被布置为通过将检测到的部分的光学特性与在一等级(高于该等级电磁辐射源的耐久性受到不利影响)设置的参考进行比较来分析非弹性散射电磁辐射的检测到的部分。在光学特性大于参考的情况下，控制单元被布置为传送第二设置控制操作信号至可调透镜组件。第二设置控制操作信号包括与第二焦距、第二波束形状和//或第二波束位置有关的信息，用于在电可调透镜组件基于第二设置操作时降低检测器检测的光学特性的大小。
一些实施方式的优点在于可以执行优化拉曼光谱测定而没有损坏被照射样本的风险。
一些实施方式的另一优点是可以实现最小荧光同时仍然保持最优散射和检测结果。
一些实施方式的进一步优点是仅需要一个系统且光的焦点可以被自动改变或由远程用户改变以适合要被照射的样本。
一些实施方式的另一优点是可以监视比以前更大的样本，且因此可以得到关于样本的更多信息。
一些实施方式的另一优点是激光焦点可以自动被调节到用于提供最高拉曼信号强度的最优位置。
一些实施方式的进一步优点是可以研究并识别样本的不同层。
一些实施方式的另一优点是可以动态和自动改变样本上的激光光斑尺寸。
一些实施方式的另一优点是可能在最小激光照射的情况下收集最大散射光。
一些实施方式的另一优点是更易于将系统与已经具有固定光学设置的外部采样探测系统整合。
附图说明
从以下参考附图对实施方式的详细描述可以清楚进一步的目的、特征和优点，在附图中：
图1是示出根据实施方式的光谱系统的示意图；以及
图2至10的每一幅示出了光谱系统的光学设置的各自实施方式。
具体实施方式
在现有技术中，样本被装在系统中，该系统包括照射源、滤镜、透镜和检测器。样本然后被照射源照射，照射源的光射被定向穿过滤镜和透镜。然后散射光被检测器检测，检测器收集用于拉曼光谱的数据。
但是，不同的材料具有不同的属性，因此期望照射光具有不同的焦点。此外，拉曼光谱测定受限于在照射期间荧光等级容易过高，该等级还取决于照射光在样本上的焦点。
该问题的解决方案是控制激光光斑尺寸或激光能量。当使用固定光斑尺寸时，有利的是允许持续控制激光能量并开始在较低能量进行获取，代价是积分时间(integrationtime)增加。当使用固定能量时，可以使用更大光斑尺寸，但是代价是敏感度降低。挑战在于通过改变激光聚焦透镜的焦距来允许光斑尺寸变化，这在下面更详细描述。
由于拉曼信号是非常弱的，其容易被荧光和背景噪声模糊。为了实现更强的拉曼信号，优选地应当使用更高的照射频率。更高的频率通常会导致荧光等级更高。
发明人认识到，能够实现以下操作的光谱系统是非常有利的：提供对样本上的照射焦点的实时控制，且更容易找到在荧光和背景噪声最小的情形下生产最佳可能的拉曼光谱的焦点，而不管被照射的样本是什么材料。发明人在有洞察力的推理之后发现通过使用可调透镜可以实现这样的系统。更特别地，下面描述控制可调透镜的方式，从而实现改善的技术效果。
在下文中将描述为实现改善拉曼光谱测定提供的光谱系统的实施方式。
在下文中，相同的标记指相同的组件，除非另有指明。
在图1中，示出了用于分析来自物体o的非弹性散射光的光谱系统10的示意图。应当注意的是，在本公开中，术语样本和物体可以互换使用，除非另有指明。
系统10包括电磁辐射源11、光谱仪单元12、可调透镜13、控制单元14以及至少一个检测器15、121。
电磁辐射源11发送电磁辐射(例如光)，该电磁辐射经过可调透镜13，该可调透镜13影响沿着电磁辐射路径的焦点位置。可调透镜13可以结合聚集透镜fl使用，该聚集透镜fl例如为球形聚焦透镜，被组装在可调透镜13附近。可调透镜13稍微改变聚焦透镜fl的光能量或焦距，由此允许焦点位置沿着电磁辐射路径移动。聚焦光撞击样本o并照射样本的部分，从而导致光散射。
可调透镜本身或可选地与聚焦透镜fl组装一起在本说明书中可以称为可调透镜组件13。
应当注意的是，在图1的示意性系统中，实线箭头示出电磁辐射如何行进经过系统，而虚线表示从控制单元14发送的信号或控制单元14接收的信号。因此，图1不应当理解为示出系统中每个组件的准确位置。因此，应当注意的是，光谱仪单元12可以与可调透镜组件位于物体的同侧。
在光谱仪单元12中一般会接收大多数散射光。光谱仪单元12可以包括第一检测器121。第一检测器检测散射光并将其传送到控制单元14。
控制单元14连接到可调透镜组件13，并可以被布置为通过将第一设置控制操作信号施加到可调透镜13来控制可调透镜13的光学特性操作设置。
控制单元14还可以被配置成在使用可调透镜组件13的第一设置时接收从检测器121接收的非弹性散射电磁辐射的至少第一光谱，以及通过将所述第一光谱的光学特性与参考进行比较来分析所述至少第一光谱。
参考可以是预定等级，例如但不限于最大荧光等级。
控制单元14还可以被配置成决定是否应当将第一设置改变到可调透镜组件13的第二设置。
在一些实施方式中，从第一设置改变到可调透镜组件13的第二设置的决定可以基于第一荧光等级。例如，如果在第一光谱中检测到的荧光等级高于第一阈值，则控制单元14可以决定改变到第二设置。在该情形中，第二设置可以与相比于第一设置增大的波束形状相关联。
可以预先确定第一阈值。可替换地，可以基于应用动态选择第一阈值的值。例如，包括不同材料的不同样本会产生不同的散射光谱。这些可以需要不同的阈值。
控制单元14确定从第一设置改变到第二设置还可以基于在第一光谱中存在的第二荧光等级低于第一阈值。在这种情况中，第二设置可以与相比于第一设置的波束形状减小的波束形状相关联。
在一些实施方式中，控制单元14决定从第一设置改变到第二设置可以基于没有检测到荧光、或检测到的第三荧光等级低于第二荧光等级。在这样的情况中，第二设置可以与相比于第一设置的第二焦距或第二波束位置相关联。
一些散射光可以反射回到电磁辐射源11。这可以导致电磁辐射源11的寿命缩短。为了最大化电磁辐射源的寿命，第二检测器15可以被设置在电磁辐射源11的前面。该第二检测器15可以被布置为检测回来的散射光的量何时有损害电磁辐射源13的风险。控制单元14在这种情况中可以被配置成自动控制可调透镜组件13的光学特性，由此更少的光散射回电磁辐射源组件13。应当理解的是，第二检测器15在一些实施方式中可以省去。
控制单元14可以通过施加第一设置控制操作信号到可调透镜组件13来控制可调透镜。第一设置控制操作信号可以包括与第一可调透镜可实现的第一焦距、第一波束形状和/或第一波束位置有关的信息。
可以通过在可调透镜13上施加电压或电流来调节可调透镜13。施加的电压或电流使得可调透镜改变形状。可调透镜可以例如采用凹面或凸面形状。
取决于应用，电磁辐射源11可以是激光器或任意其他合适的辐射源，例如led。
在下文中，术语电磁辐射源可以与术语激光器互换使用，除非另有指明。
图2示出了使用如参考图1描述的组件的光学设置。
图3示出了光谱系统10的另一光学设置，其中比在图2中施加的电压更高的电压被施加到可调透镜13，由此在该情况中与图2的相比焦距缩短。从图2和3可以看出，两者的可调透镜13的外表不同。由于可调透镜将其形式从图2的凸面改变成图3的凹面，因此其改变fl的光能且系统的焦距从更长(图2)改变为更短(图3)，由此激光焦点沿着辐射路径移动(一般>1mm)。
可调透镜13可以是电可调透镜。可调透镜13可以包括填充有光学流体的容器，该容器用弹性聚合物膜密封。当电流被施加到可调透镜时，电流流过集成到透镜的电磁致动器，从而容器中的压力被改变。该压力改变导致膜膨胀，从而透镜焦距被改变。其他可调透镜实施也是存在的。例如，也可以使用所谓的液体可调透镜。
商业上可得的可调透镜可以根据施加的电压或电流快速且持续从球形到柱形和楔形改变其形状。
可调透镜13可以例如具有-500至+50mm的聚焦调节范围。
在图2和图3中，示出激光器11、样本o以及光谱仪单元12之间的对准，且具有正交的激光和光学收集路径。
在激光路径上(即从激光器11开始的线)，光被激光校准透镜lcl校准。然后光经过带通滤镜bf(在该bf中，光被过滤)，然后被双色向滤光镜df重定向到样本o。在照射样本o之前，光被可调透镜组件13聚焦到样本o的部分上，该可调透镜组件13包括聚焦透镜fl。
激光的最小光斑直径是光束腰的直径的两倍且由以下给出：
2wo＝fθd(1)
其中θd是激光的全角发散(fullangledivergence)且f是可调透镜组件13实现的组合焦距。
通过改变聚焦透镜的焦距，可以控制光斑尺寸且荧光背景可以被减小。
在收集路径上，即指向收集透镜cl的线的路径，从样本散射回的拉曼光被收集并被可调透镜组件13校准，且通过双色向滤光镜df和长通滤镜lf传送。散射回的拉曼光然后被收集透镜cl聚焦到光谱仪单元12的开口。
带通滤镜bf阻挡所有不在激光频率的光，而双色向滤光镜df和长通滤镜lf阻挡在激光频率和激光频率以上或以下的所有光，这取决于斯托克斯位移。因此，尽可能确保仅从样本o散射的光到达光谱仪单元12。
可调透镜13被布置在聚焦透镜fl处。可调透镜在不用包括任何运动部件的情况下能够根据施加的电压或电流快速且持续地将其形状从分散表面改变到汇聚表面。
当可调透镜13改变形状，其可以根据以下来改变聚焦透镜fl的光能量：
φ＝φ1+φ2-φ1φ2d(2)
其中光能量φ＝1/f，其中d是可调透镜12和聚焦透镜fl之间的距离。因此，光学系统的焦距可以被细调。
可调透镜13的改变的形状可以分散或汇聚从激光器11到来的光。因此，聚焦透镜fl在样本o上的聚焦光斑可以沿着焦轴被调节至少1至2mm，且可以扫描完整的样本区域。
此外，例如通过在不同深度扫描样本，例如通过改变焦距1至2mm，系统能够识别样本中的每个单独层，而不必人工移动系统的任何部件。应当注意的是，焦距改变取决于选择的实际的聚焦透镜和可调透镜。因此，取决于特定透镜规范，在本发明的范围内，比1至2mm更大或更小的改变同样是可能的。
为了识别样本的每个特定层，例如参考图2和3描述的物体o，焦点可以沿着样本路径动态移动，一次照射一层。
包括可调透镜13的光谱仪系统的另一优点是可以针对最强拉曼信号在样本上自动搜索最优焦点。
可调透镜13还可能在暴露给激光期间和/或在曝光之间动态改变采样光斑尺寸以扫描样本的更大区域。这可以增加得到针对非同质和/或非常小样本的拉曼响应的可能性。
图4和5中的每一个示出了与图2和图3类似的光谱仪系统10，其中相比于图4，来自控制单元14的更高的电压被施加到图5的可调透镜13，由此图5的光学设置的焦距缩短。通过提供光束配置的灵活性，这可以易于与已有光学系统(例如，探测器中继光学器件)相整合。
控制单元14(图2至10中未示出)连接到可调透镜13，并被布置为通过施加第一设置控制操作信号到可调透镜13来控制可调透镜的光学特性操作设置。第一设置控制操作信号可以包括与可实现的第一焦距、波束形状和/或波束位置有关的信息。
当提供第二检测器15时，控制单元14还连接到该第二检测器15，以在使用电可调透镜13的第一设置时接收来自物体o的非弹性散射电磁辐射的至少一部分。控制单元还可以被布置为通过比较检测到的部分的光学特性与在一等级(在高于该等级的情况下，电磁辐射源11的耐久性会受到不利影响)设置的参考来分析非弹性散射电磁辐射的检测到的部分。
在光学特性大于参考的情况下，控制单元还可以被布置为传送第二设置控制操作信号至可调透镜13。
光学特性可以与以下至少一者有关：强度、频率、功率谱、谱密度和/或时间变化。光学特性还可以与来自物体的非弹性散射电磁辐射的波长谱有关。此外，波长谱可以对应于与荧光相关联的波长范围。
第二设置控制操作信号可以包括与第二焦距、第二波束形状和/或第二波束位置有关的信息，用于在电可调透镜13基于第二设置操作时降低检测器检测到的光学特性的大小。
在一些实施方式中，可以对样本进行测量，这要求样本和光谱仪单元之间的样本距离更大。例如，在测量爆炸物时，一般有利的是将距离样本的距离保持在几cm。
图6示出了光谱仪系统，该光谱仪系统包括两个可调透镜13，一个向物体聚焦光且另一个将光聚焦到光谱仪单元12的入口槽。这里，可以同时控制这两个可调透镜13，由此分别在样本和入口槽之间进行较好对准。
光谱仪单元12的开口的形状一般是线或槽的形状。样本o上的焦点的典型形状是圆形或点。
当可调透镜被调节为球形形状，则光被聚焦成点，而当可调透镜被调节成柱形形状，则光被聚焦成线。通过具有两个可调透镜，当经过第二可调透镜达到光谱仪12之前时，样本o上的焦点的点/圆形形状(即，样本o的照射区域)可以接近槽形状。因此，光谱仪单元可能在最小激光照射下收集最大量的散射光。增大的照射区域还帮助避免加热和高度的荧光。
图7示出了与图6类似的光谱仪系统，其中改变了每个可调透镜13的控制操作设置。例如通过增加施加到可调透镜13的控制操作设置，减小了最右边可调透镜13的焦距。
图8和9示出了类似于图2和3的进一步各自的光谱仪系统，其中可调透镜13被设置在物体o和聚集透镜fl之间，实现基本相同的技术效果。
在实施方式中，第一和/或第二设置控制信号被分别包含在测试方案中，该测试方案指定了多个预定特定焦距、波束形状或波束位置。
控制单元14还可以被配置成基于包含多个预定特定焦距的测试方案来传送多个设置控制信号。针对每个传送的设置控制信号，控制单元可被布置为将波长谱存储在存储器中，得到多个存储的测试方案谱，并通过比较每个存储的测试方案谱与其他的测试方案谱来分析该多个存储的测试方案谱以识别每个存储的测试方案谱之间的差异，且在识别的差异超过参考阈值的情况下。此外，控制单元14可以被配置成决定物体沿着该物体的纵轴是非同质的。
在实施方式中，控制单元14还被配置成基于包含针对特定波束位置的多个预定波束形状的测试方案传送多个设置控制信号。针对每个传送的设置控制信号，控制单元用于将波长谱存储在存储器中，产生多个存储的测试方案谱，并通过比较每个存储的测试方案谱与其他的测试方案谱来分析多个存储的测试方案谱，以识别每个存储的测试方案谱之间的差异，且在识别的差异超过参考的情况下。此外，控制单元被布置为决定物体沿着物体的横轴或沿着包含纵轴和横轴的平面的法线且在物体的纵向位置是非同质的。
在实施方式中，控制单元14还被配置成基于包含针对特定波束形状的多个预定波束位置的测试方案传送多个设置控制信号。针对每个传送的设置控制信号，控制单元14被配置成将波长谱存储在存储器中，产生多个存储的测试方案谱，并通过比较每个存储的测试方案谱与其他的测试方案谱来分析多个存储的测试方案谱，以识别每个存储的测试方案谱之间的差异，且在识别的差异超过参考的情况下。此外，控制单元被布置为决定物体沿着物体的横轴或沿着包含纵轴和横轴的平面的法线且在物体的纵向位置是非同质的。
基于决定物体沿着横轴是非同质的，则控制单元14被布置为传送进一步的设置控制信号给可调透镜13，其中进一步的设置控制信号包括与在物体上产生波束点的波束形状有关的信息，该波束点具有增加的沿着横轴的延伸。
基于决定物体沿着包含纵轴和横轴的平面是非同质的，控制单元14被布置为传送进一步的设置控制信号至电可调透镜，其中该进一步设置控制信号包括与在物体上产生波束点的波束形状有关的信息，该波速点具有增加的沿着包含纵轴和横轴的平面的法线的延伸。
在一些实施方式中，物体的纵向位置是物体的表面。
比起实际信号强度，成功获取拉曼光谱可能更多取决于噪声等级和背景。一般而言，除了拉曼光子以外，背景可以包含其他检测到的光子，即由激光和样本导致的其他光子。特别地，背景通常可以包括样本或光学器件的发光(例如荧光和/或热发射)或杂散激光(该杂散激光可以包括瑞利散射、来自光学器件或灰尘的反射等等)。
杂散光通常包括任意弹性散射激光，其没有被滤镜移除但是可以被阻板和叶片减少。
为了降低从探测器机械体内的墙壁及其光学组件反射的杂散光量，本发明的光学探测器组件在一些实施方式中可以包括阻板系统(bafflesystem)。
图10示出了根据一些实施方式的进一步被设置多个尖锐阻板(sharpbaffle)16的光谱仪系统10。图10的光谱仪系统可以包括结合图1至9描述的对应特征。系统包括沿着系统的波束路径的多个锐边阻板(sharpedgebaffle)16。
在一些实施方式中，锐边阻板的每一个包括面向检测器的倒棱部分(chamferedportion)。其技术效果是以这种方式设置的阻板倾向于降低通过该光学系统的杂散光，因为入射光没有被倒棱部分反射。
阻板16可以是柱体管的形状，具有内径和外径。外径针对所有阻板16可以是相同的，而每个阻板的内径可以是唯一的或至少彼此间变化。变化的内径保证在该系统中包括的探测器的光学组件不能“看到”被直接照射的表面。锐边阻板捕获辐射，因为其在到达检测器之前在阻板之间弹跳并消散。因此，可以阻止检测器“看到”被直接照射的表面。
在图10中，分散的激光束经过激光校准透镜lcl，例如结合图2至9描述的激光校准透镜，且被双色向滤光镜df(例如图2至9中描述的双色向滤光镜)重定向到样本o。沿着激光路径的阻板会衰减从双色向滤光镜到激光器孔散射回的辐射。阻板在(x)和(y)平面的位置可以根据以下来确定：
其中yn是距离在x0＝0的最外面的阻板的距离xn的阻板n的内半径。阻板的外半径是r。
应当理解的是，阻板16沿着光谱仪系统10的光轴的位置可以根据等式(3-5)来确定。因此可以说x定义阻板之间的位置，由此它们彼此被放置在特定距离而不是随机放置。
在此已参考了各种实施方式。但是，本领域技术人员可以理解，可对描述的实施方式进行各种变形，但该各种变形仍然落入权利要求书的范围。例如，应当注意在对实施方式的描述中，将功能块划分成特定单元绝不是限制性的。相反，这些划分仅是示例。本申请描述为一个单元的功能块可以被分成两个或更多个单元。同样地，本申请描述被实施为两个或更多个单元的功能块可以实施为单个单元，这仍然不偏离权利要求书的范围。
因此，应当理解的是，描述的实施方式的细节仅用于解释的目的且绝不是限制性的。而是，本申请包含落入权利要求书范围的所有变形。