(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210584589.9 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 江苏博创翰林光电高科技有限公司 地址 214000 江苏省无锡市锡山经济技 术 开发区芙蓉中三路9 9号瑞云6座510室 (72)发明人 蔡贞贞　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种高灵敏度受激拉曼光谱仪 (57)摘要 本发明公开了一种高灵敏度受激拉曼光谱 仪， 包括： 第一激光源； 第二激光源； 合束镜， 激光 通过合束镜合束并经过样品； 经过样品的激光穿 过滤光镜 滤去泵浦光的波长， 由第一光电探测器 探测； 所述第一激光源和第二激光源至合束镜的 光路中， 其中一条光路通过斩波器调制， 另 一条 光路依次经过半波片和第一偏振分光片， 分出额 外光路由第二光电探测器探测； 第一光电探测器 和第二光电探测器同向并联， 与跨阻放大器连 接， 跨阻放大器输出电压信号进入锁相放大器， 斩波器驱动电源驱动斩波器， 脉冲发生器触发所 述锁相放大器和斩波器驱动电源。 本发明可以用 更弱的光获得同样信噪比的受激拉曼光谱， 降低 对激光器输出光稳定性的要求和避免激光对样 品的损坏。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114994013 A 2022.09.02 CN 114994013 A 1.一种高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特 征在于， 包括： 第一激光源(1)， 发出 脉冲激光作为受激拉曼光谱中的泵浦光； 第二激光源(2)， 发出 脉冲激光作为受激拉曼光谱中的斯 托克斯光； 合束镜(3)， 所述第一激光源(1)和第二激光源(2)的激光通过合束镜(3)合束并经过样 品(4)； 滤光片(5)、 第一光电探测器(6)， 经过样品(4)的激光穿过滤光镜(5)滤去泵浦光的波 长， 由第一 光电探测器(6)探测； 所述第一激光源(1)和第二激光源(2)至合束镜(3)的光路中， 其中一条光路通过斩波 器(7)调制， 输出调制后的激光脉冲序列， 另一条光路依次经过半波片(8)和第一偏振分光 片(9)， 分出额外光路由第二光电探测器(10)探测， 通过旋转半波片(8)， 来调节进入 所述样 品(4)和进入所述第二 光电探测器(10)的光强比例； 跨阻放大器(11)、 锁相放大器(12)、 脉冲发生器(13)及斩波器驱动电源(14)， 所述第一 光电探测器(6)和第二光电探测器(10)同向并联， 与跨阻放大器(11)连接， 所述跨阻放大器 (11)输出电压信号进入锁相放大器(12)， 所述斩波器驱动电源(14)驱动斩波器(7)， 所述脉 冲发生器(13)触发所述锁相放大器(12)和斩波器驱动电源(14)。 2.根据权利要求1所述的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特征在于： 所述第一激光源(1) 和第二激光源(2)至合束镜(3)的光路中， 经半波片(8)和第一偏振分光片(9)分出的额外光 路再经第二偏振分光镜(17)与 原光束合束， 该额外光路与 原光束时间上一前一后经过合束 镜(3)， 与另一激光源的光合束并经过样 品(4)， 再经第三偏振分光镜(18)后由第二光电探 测器(10)探测。 3.根据权利要求1或2所述的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特征在于： 所述样品(4)两侧 分别设有第一聚焦镜(15)和第二聚焦镜(16)， 所述第一激光源(1)和第二激光源(2)的激光 合束后依次通过第一聚焦镜(15)、 样品(4)及第二聚焦镜(16)。 4.根据权利要求1或2所述的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特征在于： 所述第一光电探 测器(6)和第二 光电探测器(10)为 等效电流噪声低的光电二极管和雪崩光电二极管。 5.根据权利要求1或2所述的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特征在于： 所述跨阻放大器 (11)的带宽与斩波器(7)输出的激光调制频率匹配。 6.根据权利要求1或2所述的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 其特征在于： 测量 时， 挡住斩波 器(7)所在光路的激光源， 调节半波片(8)， 将第一光电探测器(6)和第二光电探测器(10)接 收到的光电信号调平衡， 使锁相放大器(12)得到的信号尽可能小， 构成平衡探测结构。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114994013 A 2一种高灵敏度受激拉曼光谱 仪 技术领域 [0001]本发明涉及光谱仪技 术领域， 尤其涉及一种高灵敏度受激拉曼光谱仪 。 背景技术 [0002]受激拉曼光谱是一种广泛应用于物理、 化学、 生物等领域的光谱学技术。 受激拉曼 散射是一种三 阶非线性光学现象。 两束高强度的激光与物质相互作用， 当两束光的光子能 量差(称为拉曼位移)与物质的能级差一致时， 其中一束光(称为斯托克斯光)会被受激放 大， 而另一束光(称为泵浦光)会减弱。 受激拉曼光谱被广泛应用在测量物质不同状态下 的 结构， 以及通过光谱 数据用来 获得物质其他性质， 比如燃烧状态的温度， 显微受激拉曼可以 用来通过细胞成像研究生物中的现象等。 常规的受激拉曼光谱仪， 两束光都采用高稳定性 激光器输出的激光， 收集 时间在1秒钟时， 灵敏度 可以达到10‑7。 但是在快速扫描， 比如成像 时， 这个灵敏度还是限制了成像的速度， 进 而影响了数据采集效率。 发明内容 [0003]发明目的： 为了克服背景技术的不足， 本发明公开了一种高灵敏度受激拉曼光谱 仪。 [0004]技术方案： 本发明所公开的高灵敏度受激拉曼光谱仪， 包括： [0005]第一激光源， 发出 脉冲激光作为受激拉曼光谱中的泵浦光； [0006]第二激光源， 发出 脉冲激光作为受激拉曼光谱中的斯 托克斯光； [0007]合束镜， 所述第一激光源和第二激光源的激光 通过合束镜合束并经 过样品； [0008]滤光片、 第一光电探测器， 经过样品的激光穿过滤光镜滤去泵浦光的波长， 由第一 光电探测器探测； [0009]所述第一激光源和第二激光源至合束镜的光路中， 其中一条光路通过斩波器调 制， 输出调制后的激光脉冲序列， 另一条光路依次经过半波片和第一偏振分光片， 分出额外 光路由第二光电探测器探测， 通过旋转半波片， 来调节进入所述样品和进入所述第二光电 探测器的光强比例； [0010]跨阻放大器、 锁相放大器、 脉冲发生器及斩波器驱动电源， 所述第一光电探测器和 第二光电探测器同向并联， 与跨阻放大器连接， 所述跨阻放大器输出电压信号进入锁相放 大器， 所述斩波器驱动电源驱动斩波器， 所述脉冲发生器触发所述锁相放大器和斩波器驱 动电源。 [0011]进一步的， 所述第一激光源和第二激光源至合束镜 的光路中， 经半波片和第一偏 振分光片分出的额外光路再经第二偏振分光镜与原 光束合束， 该额外光路与原 光束时间上 一前一后经过合束镜， 与另一激光源的光合束并经过样品， 再经第三偏振分光镜后由第二 光电探测器探测。 [0012]进一步的， 所述样品两侧 分别设有第一聚焦镜和第二聚焦镜， 所述第一激光源和 第二激光源的激光 合束后依次通过第一聚焦镜、 样品及第二聚焦镜 。说　明　书 1/4 页 3 CN 114994013 A 3