用于共焦拉曼光谱仪的偏振装置及共焦拉曼光谱仪的制作方法

本发明涉及一种拉曼光谱技术，更具体地说，涉及一种用于共焦拉曼光谱仪的偏振装置。

背景技术：

拉曼光谱是一种重要的研究物质微观结构的光谱技术，目前利用拉曼散射技术对微观物质进行研究的设备主要有灵敏度相对较高的结合有共焦显微装置的共焦拉曼光谱仪，本申请的创作人在中国专利CN201210040336.1中公开了共焦拉曼光谱仪。如图1所示，中国专利CN201210040336.1中的共焦拉曼光谱仪包括激光器1、激光传输装置2、连续可调整激光衰减装置8、显微装置3、边缘滤光片切换装置4、视频及光路切换装置5、信号共焦装置6及光谱检测装置7，激光器1发出的激光经激光传输装置2、连续可调整激光衰减装置8的传输后进入显微装置3的物镜，直接射向放置在显微装置3载物台上的被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号、瑞利散射光及激光经显微装置3的物镜收集并传输至边缘滤光片切换装置4，滤除瑞利散射光和激光后仅有拉曼信号经信号共焦装置6及光谱检测装置7形成拉曼光谱。

上述专利中的共焦拉曼光谱仪在对具有特殊结构，如纤锌矿六方晶体(如6H－SiC、GaN、AlN等)结构的测试时，存在同一样品不同频率的拉曼光谱具有不同的偏振特性，即退偏度不同，反映出分子结构的对称性及简正振动对称性的不同，根据拉曼“指纹”图谱可以对样品进行定性、定量分析。实验条件不同，会出现不同类型的拉曼光谱。

技术实现要素：

为此，本发明的目的在于提供一种用于共焦拉曼光谱仪的偏振装置，在共焦拉曼光谱仪中增加偏振装置后可以有效解决以上问题。

本发明中用于共焦拉曼光谱仪的偏振装置包括有滑动连接的底座和安装支架，其中：

所述底座用于与所述共焦拉曼光谱仪固定连接，所述底座侧边固定安装有第一步进电机；

所述安装支架上固定安装有与所述第一步进电机啮合的齿条，并由第一步进电机驱动所述安装支架在所述底座上滑动；

所述安装支架上进一步安装有第二步进电机、轴架和光电开关，所述轴架中枢设有圆盘和偏振片，所述第二步进电机和光电开光分别位于所述圆盘的两侧边，所述第二步进电机驱动所述圆盘能绕所述轴架转动，所述偏振片与所述圆盘一起联动。

所述圆盘外表面设置有与所述第二步进电机啮合的轮齿。

所述圆盘中间设置有供所述偏振片固定安装的通孔。

所述底座中间设置有滑槽，在所述滑槽内嵌设有供所述安装支架底部滑块移动的导轨，在所述导轨的两侧端各安装有限位开关。

所述安装支架呈L形，所述齿条贴合所述安装支架安装固定。

所述圆盘上设置供所述光电开关控制小孔。

本发明中安装有偏振装置的共焦拉曼光谱仪，其特征在于，所述偏振装置分别固定安装在连续可调整激光衰减装置和信号共焦装置之前，即在所述连续可调整激光衰减装置之前安装第一偏振装置，该第一偏振装置与所述连续可调整激光衰减装置平行设置，使激光传输装置传送的激光经连续可调整激光衰减装置后经过所述偏振装置再进入显微装置中，同时在所述信号共焦装置的光栅之前平行安装第二偏振装置，在拉曼信号经进入到信号共焦装置之前先进行偏振处理。

本发明中的共焦拉曼光谱仪通过偏振装置的设置，可以使激光发光源和收集的散射光都有确定的偏振方向，得到偏振拉曼光谱。从而可以应用于晶体或纳米结构等表征和测量，如纤锌矿六方晶体(如6H－SiC、GaN、AlN等)结构的测试，各向异性纳米结构的偏振拉曼光谱测试，表面增强拉曼光谱测试等；为拉曼散射机制的科研探索提供支撑，也为相关物理机理的研究提供实验基础。

附图说明

图1是现有共焦拉曼光谱仪的立体结构示意图。

图2是现有共焦拉曼光谱仪安装连续可调整激光衰减装置的结构示意图。

图3是本发明中偏振装置的安装结构示意图一。

图4是本发明中偏振装置的安装结构示意图二。

图5是本发明中第一偏振装置的结构示意图一。

图6是本发明中第一偏振装置的结构示意图二。

图7是本发明中第二偏振装置的结构示意图一。

图8是本发明中第二偏振装置的结构示意图二。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图3和图4所示，本发明中的共焦拉曼光谱仪是在中国专利CN201210040336.1中公开的共焦拉曼光谱仪基础上增加两个偏振装置，其中一个固定在连续可调整激光衰减装置8的前面，并与连续可调整激光衰减装置8平行设置，使激光传输装置2传送的激光经连续可调整激光衰减装置8后可以经过第一偏振装置9后再进入显微装置3中。激光进入显微装置3的物镜后，直接射向放置在显微装置3载物台上的被测物质，被测物质被激光激发后产生的拉曼信号、瑞利散射光及激光经显微装置3的物镜收集并传输至边缘滤光片切换装置4，滤除瑞利散射光和激光后仅有拉曼信号经进入到信号共焦装置6中，本发明则在拉曼信号进入信号共焦装置6前先对拉曼信号再进行偏振，即在信号共焦装置6的光栅之前平行安装有一第二偏振装置10，如图4所示。

如图5和图6所示，本发明中的第一偏振装置9包括有一呈平板状的底座11和呈L状的安装支架16，固定安装在底座11侧边的第一步进电机12，在底座11的正中间开设有滑槽14，在滑槽14中嵌设有导轨22，在导轨22的两侧端各安装有限位装置23，用于限定齿条17的移动位置。

安装支架16的底部固定安装有能沿导轨22移动滑动块15，该滑动块15也可以直接在滑槽14移动的结构。L形安装支架16的内表面贴合固定安装有一齿条17，同时在L形安装支架16的顶部安装有用于枢转设置圆盘18的轴架19，圆盘18通过轴承与轴架19枢转连接，使得圆盘18可以在轴架19内自由转动，在圆盘18的中间设置有一用于固定安装偏振片20的通孔，当偏振片20与通孔固定连接后，偏振片20可以与圆盘18一起联动，通过轴承在轴架19内自由转动，在L形安装支架16顶部位于轴架19的两侧固定设置有第二步进电机13和光电开关21。

偏振片20采用集多种不同偏振效果在一起的偏振片，为市售成熟产品，不再另行描述。

第一步进电机13与齿条17啮合，在第一步进电机13转动时可以驱动齿条移动，从而使得安装支架16可以在底座11上来回移动，并带动圆盘和偏振片一起左右移动，即当用户不需要偏振的功能时，可将启动第一步进电机12，将偏振片20移开，按照原有光谱仪的正常模式使用；第二步进电机13用于圆盘18的转动，当圆盘18上的小孔24碰到光电开关21时，进行开关的控制，定义一个零点，以此通过软件来控制圆盘转动的角度，不同的角度得到的是不同的偏振光。用户可以根据自己的需求通过软件进行角度的控制，软件可以控制硬件转动，达到所需的偏振光。

如图7和图8所示，安装在信号共焦装置6光栅前的第二偏振装置10与第一偏振装置的结构相同，其不同之处在于圆盘18的外径大小，该圆盘18的外径小中于轴架19的外径，以适合在信号共焦装置6前有限的空间内安装。

综上所述，本发明中的共焦拉曼光谱仪通过两个偏振装置的设置，可以在对不同产品检测时选择使用，可以对激光光源和收集的散射光都有确定的偏振方向，得到偏振拉曼光谱。