一种远程拉曼装置

本申请涉及一种远程拉曼装置，属于物质侦测。

背景技术：

1、拉曼光谱技术能够分析物质内部分子振动、转动能级信息，是一种非接触式的识别物质成分的技术。因此拉曼光谱因具有非接触测量、检测速度快、无需特殊制样等特点。

2、由于远程拉曼设备组成较为复杂，集成化程度较低，现有的远程拉曼光谱设备无法对探测距离连续变化的目标进行高精度连续探测，不利于远程拉曼在实际场景下的应用，如果镜头采用大景深设计，从光学设计角度又会减少拉曼信号的采集强度，造成探测精度的损失。

技术实现思路

1、为解决上述问题，提出一种含有可自动对焦拉曼信号变焦收集镜头的远程拉曼装置，完成物距连续变动下的拉曼测试工作。例如，可将远程拉曼装载于各式车辆，在车辆行进中实时的对地面或远处目标进行连续不间断探测。

2、根据本申请的一个方面，提供一种远程拉曼装置，包括自动对焦信号收集镜头、激发激光器、反射镜ii和拉曼光谱仪；

3、所述自动对焦信号收集镜头包括信号收集镜头、变焦模块、激光测距仪、自动对焦控制器、反射镜i；

4、所述反射镜i位于信号收集镜头朝向待测目标一侧的光轴上；

5、所述激光测距仪发出的测距光束经过反射镜i反射后与所述信号收集镜头的光轴同轴，光束方向朝向待测目标；

6、所述激光测距仪接收待测目标反射的激光束，从而获取信号收集镜头与待测目标之间的距离信息，并将所述距离信息发送至所述自动对焦控制器。

7、所述信号收集镜头包括反射镜组和透射镜组；

8、所述反射镜组包括移动反射镜组和固定反射镜组；

9、所述投透射镜组包括移动透射镜组和固定透射镜组；

10、所述变焦模块包括控制移动反射镜组的步进电机和控制移动透射镜组的步进电机；

11、所述自动对焦控制器输出信号控制所述变焦模块中的步进电机，使移动反射镜组和移动投射镜组的位置发生变化，实现所述信号收集镜头的焦距变化。

12、所述反射镜组收集经过待测目标反射的拉曼散射光；

13、所述透射镜组将所述反射镜组收集的拉曼散射光汇集至一点。

14、所述激光测距仪发出的测距光束波长为650nm；

15、所述信号收集镜头的镜头口径为12～18cm。

16、所述信号收集镜头的焦距变化范围为1.1m无穷远。

17、所述反射镜ii位于信号收集镜头朝向待测目标一侧的光轴上；

18、所述激发激光器发出的激发光束经过反射镜ii反射后与所述信号收集镜头的光轴同轴，光束方向朝向待测目标。

19、还包括二向色镜；

20、波长为大于600nm的光束能够穿透所述二向色镜，波长为小于600nm的光束会被所述二向色镜反射；

21、所述激光测距仪发出的测距光束经过所述反射镜i反射，穿透所述二向色镜，再经过所述反射镜ii反射后与所述信号收集镜头的光轴同轴；

22、所述激发激光器发出的激发光束经过所述二向色镜反射，在经过所述反射镜ii反射后与所述信号收集镜头的光轴同轴。

23、所述激发激光器发出的激发光束波长为257nm

24、所述自动对焦信号收集镜头中的所述信号收集镜头通过光纤将信号输入所述拉曼光谱仪；

25、或；

26、所述自动对焦信号收集镜头中的所述信号收集镜头的光轴与所述拉曼光谱仪的光轴同轴，所述拉曼光谱仪直接接收所述信号收集镜头收集的光束。

27、上述远程拉曼装置可实现在远程遥控或无人操控的情况下，实现对不同距离下，待测样品拉曼信号的高效收集。配合分光光谱仪，对疑似危爆品，有毒制剂等特殊物质进行远程识别，可广泛用于对人员具有潜在危险的特殊环境中的物质现场快速识别。

28、本申请公开了一种远程拉曼装置，包括用于外部支撑壳体，可连续变焦拉曼信号收集镜头、激光测距仪，拉曼光谱仪、计算机自动对焦控制器、激光反射镜以及二向色镜。利用激光测距仪的反馈信息，通过自动对焦控制器控制步进电机，调节信号收集镜头，使其完成焦距调节对样品进行聚焦，获得最大的拉曼光谱信号收集效率。

29、与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

30、1、可以对较远目标进行探测，通过使用大口径拉曼信号收集镜头，获得的信号强度信噪比更高。

31、2、可以对运动目标或设备本身在运动导致物距连续变化的情况下，对目标实施连续拉曼探测。

32、3、可以将拉曼探测器的使用平台拓展到各型车辆或飞行器上。

技术特征：

1.一种远程拉曼装置，其特征在于，包括自动对焦信号收集镜头、激发激光器、反射镜ii和拉曼光谱仪；

2.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的远程拉曼装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的远程拉曼装置，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的远程拉曼装置，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，

12.根据权利要求1所述的远程拉曼装置，其特征在于，所述自动对焦信号收集镜头中的所述信号收集镜头通过光纤将信号输入所述拉曼光谱仪；

技术总结
本申请公开了一种远程拉曼装置，包括自动对焦信号收集镜头、激发激光器、反射镜II和拉曼光谱仪；所述自动对焦信号收集镜头包括信号收集镜头、变焦模块、激光测距仪、自动对焦控制器、反射镜I；反射镜I位于信号收集镜头朝向待测目标一侧的光轴上；激光测距仪发出的测距光束经过反射镜I反射后与所述信号收集镜头的光轴同轴，光束方向朝向待测目标；本申请所述的镜头可以对较远目标进行探测，通过使用大口径拉曼信号收集镜头，获得的信号强度信噪比更高；可以对运动目标或设备本身在运动导致物距连续变化的情况下，对目标实施连续拉曼探测；可以将拉曼探测器的使用平台拓展到各型车辆或飞行器上。

技术研发人员：李灿,王珣,范峰滔,张飞
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：20220926
技术公布日：2024/1/14