一种新型拉曼信号发生结构的制作方法

本发明涉及拉曼光谱仪仪器，尤其涉及一种新型拉曼信号发生结构。

背景技术：

激光发生光源部分和拉曼检测探头对于一台拉曼光谱仪的光学系统来说属于常规设置。拉曼检测探头在拉曼光谱仪中的作用在于阻透瑞利散射光，收集样品的拉曼散射信号给分光系统分析。

在利用表面增强拉曼散射(SERS)技术中，表面增强拉曼基底有固态衬底，如在多种粗糙表面如毛玻璃、碳纤维纺织品等上生长贵金属纳米粒子制备的SERS基底，也有贵金属纳米粒子悬浮于溶液中液态SERS基底。采用固态SERS基底进行拉曼检测时，微量被测样品附着在SERS基底表面，利用显微拉曼光谱仪进行检测时，采用激光源竖直照明或水平照明都能较方便的实现检测作业。而检测对象为液体SERS基底，一般装入试剂小瓶，被测样品也加入液体中，利用显微拉曼光谱仪进行检测时，因操作者无法做到将液体灌满瓶身，瓶中的气体会影响光谱检测效果，因此只能采用激光源水平照射与试剂瓶瓶壁无阻隔的液体。传统拉曼光谱仪器上的光源部分和拉曼检测探头之间结构难以满足对设置在拉曼检测探头内瓶装液体的检测要求，对实际应用有较大的限制。因此，为解决以上问题，需要一种可实现激光光源水平照明激发拉曼信号亦可以竖直照明激发的拉曼光谱仪。

因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种新型拉曼信号发生结构，该新型拉曼信号发生结构中光源部分和检测探头可相对旋转多角度后，实现了激光光源水平照明激发拉曼信号和竖直照明激发拉曼信号的双重功能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型拉曼信号发生结构，包括光源部分和检测探头，其中，所述光源部分设置在光源发生壳体内，所述光源发生壳体为通孔式结构，所述检测探头外壁上设置有至少一个侧面连接孔，所述光源发生壳体与所述侧面连接孔之间设置有旋转连接件，所述光源发生壳体的内孔与所述检测探头内部相通。

所述的新型拉曼信号发生结构，其中，所述旋转连接件为滚珠结构，所述侧面连接孔处设置有翻边连接部，所述翻边连接部突出于所述检测探头表面设置，所述翻边连接部为通孔式结构，所述翻边连接部的内孔直径与所述侧面连接孔的内孔直径相同，所述翻边连接部与所述检测探头呈“T”型设置，所述光源发生壳体套接进所述翻边连接部的内孔中，所述翻边连接部内孔中呈圆周式设置有第一弧形凹槽段，所述光源发生壳体外壁上呈圆周式设置有第二弧形凹槽段，所述第一弧形凹槽段与所述第二弧形凹槽段相对应设置，所述滚珠结构设置在所述弧形凹槽段内，所述侧面连接孔设置在所述检测探头中间部位，所述光源发生壳体与所述检测探头呈“T”型设置；

所述光源部分包括激光源、激光线滤镜和第一二相色镜，所述激光源平行设置在所述光源发生壳体外部，所述激光线滤镜平行设置在所述光源发生壳体与所述激光源之间，所述第一二相色镜呈45度角设置在所述光源发生壳体内部，所述光源发生壳体上设置有激光孔，所述激光源依次直线照射所述激光线滤镜和所述第一二相色镜；

所述检测探头内部依次设置有视频头CCD、成像物镜、反射镜、第二二相色镜、显微物镜和载物结构，所述反射镜与所述第二二相色镜平行设置，所述第二二相色镜设置在所述侧面连接孔处，所述第二二相色镜呈45度角设置在所述检测探头内部，所述第二二相色镜与所述第一二相色镜平行设置，所述载物结构设置在靠近所述检测探头端部。

所述的新型拉曼信号发生结构，其中，所述检测探头上还设置有自由度连接装置，所述自由度连接装置包括至少一个连杆和旋钮，所述旋钮设置在所述连杆一端，所述旋钮露出所述检测探头表面；

所述载物结构包括升降台和“U”型台，所述升降台和所述“U”型台均与所述连杆连接，所述连杆将所述载物结构连接在所述检测探头内部；

所述升降台上设置有螺钉孔，所述螺钉孔内连接有螺钉，所述螺钉的尾部露出所述检测探头表面，所述升降台相对于所述“U”型台运动；

所述“U”型台两侧靠近开口处对称设置有凹槽。

所述的新型拉曼信号发生结构，其中，所述检测探头端部设置有铰链接盖，所述铰链接盖与所述载物结构相对应设置，所述铰链接盖设置成弧形。

所述的新型拉曼信号发生结构，其中，所述检测探头端部设置有观察孔，所述观察孔与所述载物结构相对应设置；所述观察孔外套有带孔旋盖。

所述的新型拉曼信号发生结构，其中，还包括光谱仪。

本发明有益效果：本发明提供中光源部分和检测探头可相对旋转多角度后，实现了激光光源水平照明激发拉曼信号和竖直照明激发拉曼信号的双重功能。

附图说明

图1是本发明的结构剖视图。

图2是本发明中载物结构剖视图。

图3是本发明中滚珠结构示意图。

图4是本发明中铰链接盖局部半剖结构示意图。

图5是本发明中带孔旋盖结构示意图。

图中标号：1、检测探头；2、光源发生壳体；3、侧面连接孔；4、激光源；5、激光线滤镜；6、第一二相色镜；7、激光孔；8、成像物镜；9、第二二相色镜；10、光谱仪；11、玻璃瓶；12、连杆；13、升降台；14、“U”型台；15、螺钉孔；16、螺钉；17、凹槽；18、铰链接盖；19、观察孔；20、带孔旋盖；21、旋钮、；22、翻边连接部；23、滚珠结构；24、第一弧形凹槽段；25、第二弧形凹槽段；26、弧形通道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供一种新型拉曼信号发生结构，包括光源部分和检测探头1，光源部分设置在光源发生壳体2内，光源发生壳体2为通孔式结构，检测探头1外壁上设置有至少一个侧面连接孔3，光源发生壳体2与侧面连接孔3旋转式连接，光源发生壳体2的内孔与检测探头1内部相通用于激光源光路信号的接收和反射。本发明中，光源部分包括激光源4、激光线滤镜5和第一二相色镜6，激光源4平行设置在光源发生壳体2外部，激光线滤镜5平行设置在光源发生壳体2与激光源4之间，第一二相色镜6呈45度角设置在光源发生壳体2内部，实际应用中，可在光源发生壳体2上设置有激光孔7用于使激光源4发生的光路信号照射到第一二相色镜6上，激光孔7需进行遮光处理后使用，激光源4光路信号依次直线照射激光线滤镜5和第一二相色镜6；检测探头1内部依次设置有视频头CCD（图中未标出）、成像物镜8、反射镜（图中未标出）、第二二相色镜9、显微物镜（图中未标出）和载物结构，反射镜与第二二相色镜9平行设置，第二二相色镜9设置在侧面连接孔3处，第二二相色镜9呈45度角设置在检测探头1内部，第二二相色镜9与第一二相色镜6平行设置，载物结构设置在靠近检测探头1端部。光路中还连接有光谱仪10用于接收检测探头1采集到的拉曼信号。该新型拉曼信号发生结构的信号工作方式为：当检测固体或液滴样品时，激光源4光路信号可直接从样品顶部进行信号采集，即激光源4发生的光路信号直线照射激光线滤镜5滤除瑞利散射信号后，再直线照射第一二相色镜6，第一二相色镜6用于将激光源4光路信号转折 90 度和滤除激光源发生光线中的杂散信号的干扰，经转折的光路信号再经第二二相色镜9实现第二次转折 90 度，此时光线信号对载物结构上的固体或是液滴样品进行垂直照射检测作业，并由光谱仪10接收检测探头1采集到的样品拉曼信号，检测结构中第一二相色镜6与第二二相色镜9配合也达到了进一步滤波效果；当检测样品为试管瓶（为方便介绍，以常用玻璃瓶11进行描述）中的液体时，由于竖直放置的玻璃瓶11瓶口部位存在气体，激光源4光路信号不能直接从玻璃瓶11顶部进行信号采集，此时将检测探头1相对光源发生壳体2旋转90度至水平位置，以保证激光源4光路信号的正常转折（光线信号转折方法同检测固体样品的方法相同），在保持玻璃瓶11静止不动的情况下，使玻璃瓶11内的液体与管壁连接面正好落在拉曼光谱成像物镜8的焦点处，并由光谱仪10接收检测探头1采集到的样品拉曼信号。本文中主要提供一种拉曼光学仪器中光源部分和检测探头1之间的旋转组合结构，且检测探头1内部中的视频头CCD、成像物镜8、反射镜、第二二相色镜9和显微物镜均为重要的组成结构，且均为常规设置，在本文不再一一赘述。该新型拉曼信号发生结构中光源部分和检测探头1可相对旋转多角度，实现了激光光源水平照明激发拉曼信号和竖直照明激发拉曼信号的双重功能，使玻璃瓶11（图中未画出）内的液体与试管壁连接面被光源直接照射并采集信号，解决了传统显微拉曼光谱仪单一的激光照明激发模式的技术问题。值得补充的是，根据以上操作步骤对背景技术中的技术问题做进一步的详述，传统的检测探头结构竖直设置且不可旋转至水平位置，若将玻璃瓶11竖直置于检测探头内的置物台上，会使液体样品与瓶顶部之间存在空气，激光源产生的光路信号垂直照射玻璃瓶11顶部会对检测效果产生影响，若将瓶身水平放置，依然会使气体移动至水平瓶身顶部。对于上述技术问题，本发明创造中，提供一种可旋转90度至水平位置的检测探头1结构，在保证光路不变和玻璃瓶11竖直放置的情况下，使玻璃瓶11内的液体与试管壁连接面被光源直接照射并采集信号。

本实用例中，如图3，旋转连接件为滚珠结构23，侧面连接孔3处设置有翻边连接部22，翻边连接部22突出于检测探头1表面设置，翻边连接部22为通孔式结构，翻边连接部22的内孔直径与侧面连接孔3的内孔直径相同，翻边连接部22与检测探头1呈“T”型设置，光源发生壳体2套接进翻边连接部22的内孔中，翻边连接部22内孔中呈圆周式设置有第一弧形凹槽段24，光源发生壳体2外壁上呈圆周式设置有第二弧形凹槽段25，第一弧形凹槽段24与第二弧形凹槽段25相对应设置后闭合形成弧形通道26，滚珠结构23设置在弧形通道内26。侧面连接孔3设置在检测探头1中间部位，光源发生壳体2与检测探头1呈“T”型设置。在密闭的弧形通道26中设置多个钢珠结构（也称钢珠），该结构类似于轴承结构。该结构转动时，可以减少检测探头1和光源发生壳体2之间的磨损，避免多次使用磨损造成检测探头1内和光源发生壳体2内的零件松动或位移，防止光路不准确，提高结构使用寿命。光源发生壳体2与检测探头1呈“T”型设置，且光源发生壳体2和检测探头1的轴线汇交于检测探头1的中心处，目的是为光源发生壳体2内的激光源4的光路信号提供转折功能和滤除信号光中的杂散信号。

本实用例中，载物结构包括升降台13和“U”型台14，升降台13和“U”型台14各连接有一个连杆12，连杆12将载物结构连接在检测探头1内部。如图2，为满足对玻璃瓶11内液体样品检测需求，检测探头1上还设置有自由度连接装置，自由度连接装置包括至少一个连杆12和旋钮21，旋钮21套接在连杆12一端，旋钮21露出检测探头1表面。本发明创造中由于载物结构对固体和液体样品的检测方式不同，各光学零件长期使用甚至更换，会产生的位移而导致对焦不准等技术问题，所以设置自由度连接装置调节载物结构的空间位置，目的在于调节样品所处位置，使样品对准光路，满足不同情况下的使用要求，提高各光学零件的使用寿命。升降台13设置有螺钉孔15，检测探头1上对应升降台13处也设置有螺钉孔15，螺钉孔15内连接有螺钉16，螺钉16的尾部露出检测探头1表面，操作者可悬拧螺钉16实现升降台13相对于“U”型台14的高度调节。本发明创造中可使用旋钮21和连杆12实现升降台13和“U”型台14在空间上的位置的变化，即操作者通过旋拧旋钮21带动连杆12上的“U”型台14进行旋转，按压或拔出旋钮21可带动“U”型台14相对于检测探头1内部左右移动，对升降台13位置的改变方法与对“U”型台14操作方法相同。设置可调节高度位置的升降台13满足玻璃瓶11中不同液体样品高度的检测需要，即将存有不同高度的液体样品的玻璃瓶11调至对应的拉曼光谱信号采集器处，而设置“U”型台14可实现对具有弧形外形的玻璃瓶11的卡位作用，节省固定材料。升降台13与“U”型台14错位式设置，还可通过自由度连接装置的调节后，使升降台13从“U”型台14的开口处通过，已满足不同使用要求。在进一步的实施例中，“U”型台14两侧靠近开口处对称设置有凹槽17，可放置和限位载玻片（图中未画出），用于固体和微量液体样品的放置和检测。当检测探头1相对光源发生壳体2旋转90度后，载物结构也随着检测探头1旋转，以“U”型台14的使用方法对载物结构做进一步的描述：当检测探头1为竖直状态时，“U”型台14也为正“U” 形，此时，操作者将载玻片水平放入凹槽17上（如图1所示的凹槽17的位置，放置方向为朝向图纸内），使凹槽17对载玻片起到承托的作用，“U”型台14的开口处可使激光发生信号照射到载玻片表面；当检测探头1旋转90度至水平位置时，“U”型台14的开口方向也为水平方向，此时，操作者可将玻璃瓶11放入到“U”型台14的开口内进行固定限位，操作者还可使用螺钉16将升降台13移动至玻璃瓶11的瓶底处，再使用旋钮21和连杆12对升降台13进行旋转，使升降台13面与瓶底平行，以使瓶底安装稳固。该结构达到了在保持玻璃瓶11静止不变的情况下，使玻璃瓶11内的液体与管壁连接面正好落在拉曼光谱成像物镜9的焦点处的技术效果。值得注意的是，检测探头1旋转后，需先将载物结构调节后，再放置玻璃瓶11等。

本实用例中，载物结构处需要密闭遮光以减少背景噪声（降低样品反射带来的杂散信号的干扰，有利于提高光谱仪的信噪比水平，同时通过设置反射镜提高了拉曼信息的收集效率，反射镜也叫聚焦反射镜），同时为了方便玻璃瓶11的放置，如图4，在检测探头1端部设置有弧形铰链接盖18，铰链接盖18的位置与检测探头1内的载物结构相对应，使用者将铰链接盖18打开（门结构）露出检测探头1内的载物结构，将玻璃瓶11轻松放置进入升降台13和“U”型台14处，再合上铰链接盖18使检测探头1内部密闭。铰链接盖18设置成弧形以满足与检测探头1表面结构适配的技术效果。

在其他优选实施例中，如图5，还可将检测探头1端部设置有观察孔19，观察孔19的位置与检测探头1内的载物结构相对应，观察孔19外套有带孔旋盖20，带孔旋盖20相对于检测探头1表面旋转，使带孔旋盖20的带孔部分（图中未标出）和观察孔19相重合，露出检测探头1内的载物结构，将玻璃瓶11轻松放置进入。该结构类似于生活中常见的牙签盒表面结构，即旋转带孔盒盖露出底层的出签孔。

以上对本发明进行了详细的介绍，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。