CN113252636B - 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法 - Google Patents

深度识别拉曼光谱分析***及分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113252636B
CN113252636B CN202110489663.4A CN202110489663A CN113252636B CN 113252636 B CN113252636 B CN 113252636B CN 202110489663 A CN202110489663 A CN 202110489663A CN 113252636 B CN113252636 B CN 113252636B
Authority
CN
China
Prior art keywords
raman
optical fiber
fiber
excitation
collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110489663.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113252636A (zh
Inventor
郝鹏
陈俊英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University
Original Assignee
Hebei University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University filed Critical Hebei University
Priority to CN202110489663.4A priority Critical patent/CN113252636B/zh
Publication of CN113252636A publication Critical patent/CN113252636A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113252636B publication Critical patent/CN113252636B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N2021/653—Coherent methods [CARS]
    • G01N2021/655—Stimulated Raman

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种深度识别拉曼光谱分析***及分析方法。所述分析***包括拉曼激光器和编码孔径光纤拉曼光谱分析模块；在所述拉曼激光器的激发光输出端连接有激发光纤，在激发光纤的传输光路中依次设置有激发光纤准直镜、激发光纤耦合镜和窄带滤光片；在所述编码孔径光纤拉曼光谱分析模块的信号输入端连接有编码孔径光纤阵列，所述编码孔径光纤阵列外接收集光纤，在所述收集光纤的传输光路中依次设置有收集光纤准直镜、收集光纤耦合镜和高通拉曼滤光片；所述激发光纤与所述收集光纤在自由端汇聚成拉曼信号激发/收集光纤探头；所述激发光纤位于激发/收集探头的中心，所述收集光纤围绕中心的激发光纤多圈环形布置。本发明能够对样品进行深层检测。

Description

深度识别拉曼光谱分析***及分析方法
技术领域
本发明涉及一种光谱检测技术，具体地说是一种深度识别拉曼光谱分析***及分析方法。
背景技术
拉曼光谱技术具有非接触、无损、快速准确等优点，在纯定性分析、高精度定量分析和测定分子结构等方面具有很大的应用价值，其应用范围涉及化学、物理学、生物学、材料、医学、文物和宝石等多种领域。然而，拉曼散射光的光强较弱，这是其本身固有的缺点。一般来说，拉曼散射光的光强约为入射光光强的10-10，因此，拉曼散射光极易受到荧光信号的干扰，且不同振动峰还容易重叠。另外，在使用拉曼光谱对透明包装样品进行检测时，只能对样品表层物质进行检测，而无法获得样品深层次的信息，造成检测不彻底。还有，拉曼光谱无法直接穿透不透明包装袋，在对包装中的样品进行测定时，需要破坏样品的外包装，取得样品后才能进行检测，这就使得检测过程繁琐，增加了检测时间。
在样品内部深层次的拉曼光谱检测技术方面，2005年Matousek等基于光子迁移理论提出了一种空间偏移拉曼光谱（SORS）技术。当激光入射到待测样品表层时，其中有一部分散射光将进入样品内部，样品内部深层处产生的拉曼散射光的光子相比于样品表层的光子在散射过程中更易于发生横向迁移，经多次散射后返回样品表层，被光谱仪器的接收***予以收集。到达样品内部不同深度（ΔH）的散射光返回表层后，其所在位置距离激光光源入射点在样品表层上会有不同的偏移距离（ΔS）。当空间偏移距离ΔS≠0时，光谱仪器收集到的拉曼光谱信号中来自表层的信号就会衰减很快，而来自样品深层的信号衰减较慢，这就使得更深层的拉曼散射光的光子比重变大，从而实现光谱分离，再结合多元数据分析方法，就可获得样品内部不同深度位置处的拉曼光谱。
但是，基于目前传统的拉曼光谱分析技术的空间偏移拉曼光谱分析技术只能一次获得样品内部某一深度的拉曼信号，无法实现识别分析样品不同深度处的成分的拉曼信号。共聚焦拉曼显微技术也可实现深层次生物组织拉曼光谱的探测，但是，共聚焦拉曼显微技术在对生物组织进行深度识别成像时，需要通过多次的Z轴扫描才能实现，不仅耗时长，多次测量还存在有一致性差的问题；而且，***的光路复杂，不易于集成化和探头化，也不适于作为诊断工具应用于现场检测。
发明内容
本发明的目的就是提供一种深度识别拉曼光谱分析***及分析方法，以解决现有空间偏移拉曼光谱分析无法区分识别被测样品不同深度处的拉曼信号的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种深度识别拉曼光谱分析***，包括拉曼激光器和编码孔径光纤拉曼光谱分析模块；在所述拉曼激光器的激发光输出端连接有激发光纤，在激发光纤的传输光路中依次设置有激发光纤准直镜、窄带滤光片和激发光纤耦合镜；在所述编码孔径光纤拉曼光谱分析模块的信号输入端连接有编码孔径光纤阵列，所述编码孔径光纤阵列外接收集光纤，在所述收集光纤的传输光路中依次设置有收集光纤准直镜、高通拉曼滤光片和收集光纤耦合镜；所述激发光纤与所述收集光纤在自由端汇聚成束，并在自由端的端部集结成拉曼信号激发/收集光纤探头；所述激发光纤位于激发/收集探头的中心，所述收集光纤围绕中心的激发光纤多圈环形布置。
组成拉曼信号激发/收集光纤探头中的激发光纤处于探头轴心的位置，组成拉曼信号激发/收集光纤探头中的收集光纤有若干条，与激发光纤平行设置，并合围在激发光纤的***。
在拉曼信号激发/收集光纤探头中的收集光纤有至少两层环圈，每层环圈上的收集光纤距轴心处的激发光纤的间距相等。
所述编码孔径光纤拉曼光谱分析模块包括：
准直镜，设置在所述编码孔径光纤阵列的出射光光路上，用于将编码孔径光纤阵列的输出光转换成平行光并以相同的入射角反射至光栅；
光栅，与所述准直镜斜向相对，用于在将准直镜反射的平行光反射到聚焦镜上的同时进行分光，以使不同波长的平行光经光栅反射后形成不同的衍射角；
聚焦镜，与所述光栅斜向相对，用于将经由光栅反射的并具有不同衍射角的平行光聚焦于面阵探测器上；以及
面阵探测器，设置在所述聚焦镜的焦平面上，用于接收聚焦镜聚焦后的光信号。
在所述面阵探测器的信号输出端设置有信号处理单元，用于对面阵探测器输出的光信号进行归一化处理。
所述编码孔径光纤阵列位于编码孔径光纤拉曼光谱分析模块中的所述准直镜的焦平面处。
在所述编码孔径光纤阵列中沿行、列方向设置有数量相等的光纤，每条光纤为收集光纤的其中一根。所述编码孔径光纤阵列中每列光纤采用不同的编码形式。
本发明拉曼光谱分析***以编码孔径光纤阵列取代通常的入射单狭缝，编码孔径光纤阵列的行方向对应于光栅分光的光谱维方向，编码孔径光纤阵列的列方向垂直于光栅分光的光谱维方向；多列光纤对应于常规光谱仪上的多条狭缝，且每列有着不同的编码组合；面阵探测器获得的各列光纤的拉曼光谱信息后，经过逆运算，从叠加的光谱信息中还原每列光纤所对应的拉曼光谱信息，多列光纤同时进行拉曼光谱分析，由此实现了本发明拉曼光谱分析***的高灵敏度与高光谱分辨率。多列编码孔径光纤阵列对应不同偏移量处收集的拉曼信号，可进行多通道同步检测，以同时获取被测样品（如生物组织）不同深度的拉曼光谱的融合信息，从而通过进一步的数据处理，解耦分析被测样品中不同深度处的拉曼光谱，由此实现被测样品拉曼光谱的深度识别。
本发明还可这样实现：一种深度识别拉曼光谱分析方法，包括以下步骤：
a、设置本发明所述的深度识别拉曼光谱分析***；
b、***开机后，将被测样品设置在与拉曼信号激发/收集光纤探头的出射光路相垂直的位置上；
c、控制拉曼激光器发出激发光，所述激发光在通过激发光纤传输的过程中，依次经过激发光纤准直镜的准直、经过窄带滤光片的滤光、经过激发光纤耦合镜的耦合滤波后，再经拉曼信号激发/收集光纤探头照射到被测样品上，并产生不同偏移量处的拉曼信号；
d、拉曼信号激发/收集光纤探头收集在被测样品上产生的不同偏移量处的拉曼信号，所收集的不同偏移量处的拉曼信号在收集光纤的传输过程中，依次经过收集光纤准直镜的准直、经过高通拉曼滤光片的滤光、经过收集光纤耦合镜的耦合滤波后，再经编码孔径光纤阵列入射到编码孔径光纤拉曼光谱分析模块；
e、编码孔径光纤拉曼光谱分析模块对被测样品上产生的各偏移量处的拉曼信号进行光谱分析，同时获得各偏移量处拉曼信号的拉曼光谱；
f、利用信号处理单元对各偏移量处的拉曼光谱进行归一化处理；
g、采用最小二乘法和相关分析算法等，对经归一化处理后的拉曼光谱进行信号处理，解耦后即获得被测样品不同深度处的拉曼光谱。
本发明深度识别拉曼光谱分析技术，多列编码孔径光纤阵列对应不同深度拉曼光谱的融合信息，多通道同步检测，同时获取被测样品不同深度的拉曼光谱的综合信息，从而有效地解决了复杂样品不同深度成分拉曼信号的识别问题。
本发明具有以下积极效果：
（1）由于是偏移测量，结合拉曼光谱散射，可以有效地抑制其他深度水平成分的背景噪声，从而提高检测的灵敏度；
（2）在一定范围内，偏移距离越大，收集的拉曼信号中更深层样品的信号强度越大，穿透深度也越深，因而能够实现样品的深层检测；
（3）在检测过程中可以非侵入和不破坏外包装的方式，对被测样品进行检测，能够实现被测样品的无损在线检测，从而降低用户的检测和生产成本；
（4）能够在危险、恶劣以及不适合用户现场检测的各种场合，对目标物进行远距离遥测，以保证检验人员的人身安全。
附图说明
图1是本发明拉曼光谱分析***的结构示意图。
图2是编码孔径光纤拉曼光谱分析模块的结构示意图。
图3是拉曼信号激发/收集光纤探头的结构示意图。
图4是图3所示拉曼信号激发/收集光纤探头的端面结构示意图。
图5是本发明拉曼光谱分析方法的流程图。
图6是拉曼光谱之间的算法处理关系图。
具体实施方式
如图1所示，本发明拉曼光谱分析***包括拉曼激光器1-2、激发光纤1-3、收集光纤1-11、拉曼信号激发/收集光纤探头1-7、编码孔径光纤阵列1-12以及编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1等部分。激发光纤1-3连接在拉曼激光器1-2的激发光输出端，在激发光纤1-3的传输光路中依次设置有激发光纤准直镜1-4、窄带滤光片1-5和激发光纤耦合镜1-6。编码孔径光纤阵列1-12连接在编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1的信号输入端，收集光纤1-11与编码孔径光纤阵列1-12相接。在编码孔径光纤阵列1-12中设置有行、列方向数量相等的光纤，每条光纤为收集光纤1-11的其中一根。在收集光纤1-11的传输光路中依次设置有收集光纤准直镜1-8、高通拉曼滤光片1-9和收集光纤耦合镜1-10。
激发光纤1-3的一端连接拉曼激光器1-2，另一端形成自由端；收集光纤1-11的一端连接编码孔径光纤阵列1-12，另一端形成自由端。激发光纤1-3与收集光纤1-11在自由端汇聚成束，并在自由端的端部集结成拉曼信号激发/收集光纤探头1-7。如图3、图4所示，组成拉曼信号激发/收集光纤探头中的激发光纤1-3处于探头轴心的位置，组成拉曼信号激发/收集光纤探头中的收集光纤1-11有若干条，与激发光纤1-3平行设置，并合围在激发光纤1-3的***。在拉曼信号激发/收集光纤探头1-7中的收集光纤1-11有至少两层环圈，每层环圈上的收集光纤1-11距轴心处的激发光纤1-3的间距相等。即每层圈环上的收集光纤1-11的光纤束对应同一个空间偏移ΔS，不同环圈上的光纤束对应不同的空间偏移ΔS n。
如图2所示，编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1包括准直镜2-1、光栅2-2、聚焦镜2-3和面阵探测器2-4。准直镜2-1设置在编码孔径光纤阵列1-12的出射光光路上，并使编码孔径光纤阵列1-12位于准直镜2-1的焦平面处。准直镜2-1用于将编码孔径光纤阵列1-12的输出光转换成平行光并以相同的入射角反射至光栅2-2。光栅2-2与准直镜2-1斜向相对，用于在将准直镜2-1反射的平行光反射到聚焦镜2-3上的同时进行分光，以使不同波长的平行光经光栅2-2反射后形成不同的衍射角。聚焦镜2-3与光栅2-2斜向相对，用于将经由光栅2-2反射的并具有不同衍射角的平行光聚焦于面阵探测器2-4上。面阵探测器2-4设置在聚焦镜2-3的焦平面上，用于接收聚焦镜2-3聚焦后的光信号。在面阵探测器2-4的信号输出端设置有信号处理单元，用于将由面阵探测器输出的拉曼光谱信号进行归一化处理。
编码孔径光纤阵列1-12作为编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1的入射端，其光纤阵列中的每列光纤对应于编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1的多个并排狭缝，每列光纤具有不同的编码形式，优选采用阿达玛编码形式。拉曼光谱信号通过阿达玛编码的编码孔径光纤阵列1-12进入编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1，经过编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1中的准直镜2-1、光栅2-2、聚焦镜2-3和面阵探测器2-4，获得载有各单元光纤光谱信息的原始拉曼光谱信号。依次对垂直于光栅分光的光谱维方向上的面阵探测器2-4的各列探测信号的进行阿达玛逆变换，解耦获得每列光纤的光谱分布信息。随后，对各列光纤的光谱分布信息进行光谱偏移校正，建立波长之间的相互对应关系，相互叠加后即获得高灵敏度的拉曼分析光谱。
拉曼信号激发/收集光纤探头1-7所采用的激发/收集被测样品拉曼信号的工作方式是，激发光纤1-3位于整个光纤探头的中心，各个偏移位置上的多根收集光纤1-11围绕激发光纤1-3排列，形成由多组光纤组成的多环圈光纤束，每一环圈的收集光纤对应同一个偏移位置。各环圈光纤束所收集到不同偏移量处的拉曼信号，再通过收集光纤1-11的传输，随后依次经过收集光纤准直镜1-8的准直，经过高通拉曼滤光片1-9的滤光，经过收集光纤耦合镜1-10滤除瑞丽散射、样品反射和宽带荧光等之后，再通过收集光纤1-11传输到编码孔径光纤阵列1-12，并通过编码孔径光纤阵列1-12进入编码孔径拉曼光谱分析模块1-1。编码孔径光纤阵列1-12中的每一列光纤与收集光纤1-11中的某一环圈上的收集光纤具有对应关系，以保证编码孔径光纤阵列1-12中的多列光纤对应不同偏移量处收集的拉曼信号。
本发明拉曼光谱分析***中的拉曼激光器1-2发出激发光，通过激发光纤1-3的传输后，再经过激发光纤准直镜1-4的准直，经过窄带滤光片1-5的滤光，经过激发光纤耦合镜1-6进一步的耦合滤波，随后进入拉曼信号激发/收集光纤探头1-7。编码孔径光纤阵列1-12对应不同的偏移量处收集的拉曼信号，多通道同步检测，同时获取样品（如生物组织）不同深度拉曼光谱的融合信息。通过数据处理，解耦分析样品不同深度处的拉曼光谱，即可实现样品拉曼光谱的深度识别。
如图5所示，本发明深度识别拉曼光谱分析方法是在本发明深度识别拉曼光谱分析***的基础上予以实现的，具体包括以下步骤：
步骤1，***开机，将被测样品设置在与拉曼信号激发/收集光纤探头1-7的出射光路相垂直的位置上。
步骤2，控制拉曼激光器1-2发出激发光，所发的激发光在通过激发光纤1-3传输的过程中，依次经过激发光纤准直镜1-4的准直、经过窄带滤光片1-5的滤光、经过激发光纤耦合镜1-6的耦合滤波后，最后通过拉曼信号激发/收集光纤探头1-7照射到被测样品上，在被测样品上产生不同偏移量处的拉曼信号。
步骤3，拉曼信号激发/收集光纤探头1-7中的收集光纤收集在被测样品上产生的不同偏移量处S1，S2……Si的拉曼信号Rij（第i圈第j根光纤收集信号），所收集的不同偏移量处的拉曼信号在收集光纤1-11的传输过程中，依次经过收集光纤准直镜1-8的准直、经过高通拉曼滤光片1-9的滤光、经过收集光纤耦合镜1-10的耦合滤波后，再经编码孔径光纤阵列1-12入射到编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1。
步骤4，编码孔径光纤拉曼光谱分析模块1-1对被测样品上产生的各偏移量处的拉曼信号进行光谱分析，同时获得各偏移量处信号的拉曼光谱Ri（第i圈收集的Si偏移量处的拉曼信号的平均值）。
步骤5，各偏移量处信号的拉曼光谱通过信号处理单元进行归一化处理，得到各偏移量处对应的归一化拉曼光谱信号Yi（Si）。其中，Yi（Si）为第i圈收集光纤的ΔSi偏移量处的归一化拉曼光谱。
步骤6，采用最小二乘法和相关分析算法等，对步骤5所得到的各偏移量处对应的归一化拉曼光谱信号Yi（Si）进行处理，解耦获得被测样品不同深度处的拉曼光谱Z（hi）；其中，hi为距离样品表面的距离。
当激发光入射到待测样品表层时，其中有一部分散射光将进入被测样品内部，被测样品内部深层处产生的拉曼散射光子相比于样品表层的光子在散射过程中更易于横向迁移，经多次散射后，返回被测样品表层，被光谱仪器接收***予以收集。到达被测样品内部不同深度h的散射光返回表层后的位置距离激光光源入射点在被测样品表层上有不同的偏移距离S。当空间偏移距离S≠0时，光谱仪器收集到的拉曼光谱信号中来自被测样品表层的拉曼信号衰减很快，来自被测样品深层的拉曼信号衰减较慢，这就使得更深层的拉曼散射光子比重变大，从而实现光谱分离，再结合最小二乘法、自相关算法等多元数据分析方法，即可获得样品内部不同深度位置处的拉曼光谱。

Claims (5)

1.一种深度识别拉曼光谱分析***，其特征是，包括拉曼激光器和编码孔径光纤拉曼光谱分析模块；在所述拉曼激光器的激发光输出端连接有激发光纤，在激发光纤的传输光路中依次设置有激发光纤准直镜、窄带滤光片和激发光纤耦合镜；在所述编码孔径光纤拉曼光谱分析模块的信号输入端连接有编码孔径光纤阵列，所述编码孔径光纤阵列外接收集光纤，在所述收集光纤的传输光路中依次设置有收集光纤准直镜、高通拉曼滤光片和收集光纤耦合镜；所述激发光纤与所述收集光纤在自由端汇聚成束，并在自由端的端部集结成拉曼信号激发/收集光纤探头；所述激发光纤位于激发/收集光纤探头的中心，所述收集光纤围绕中心的激发光纤呈多圈环形布置；
在所述编码孔径光纤阵列中沿行、列方向设置有数量相等的光纤，每条光纤为收集光纤的其中一根；所述编码孔径光纤阵列中每列光纤采用不同的编码形式；
所述激发光纤处于探头轴心的位置，所述收集光纤有若干条，与激发光纤平行设置，并合围在激发光纤的***；所述收集光纤有至少两层环圈，每层环圈上的收集光纤距轴心处的激发光纤的间距相等。
2.根据权利要求1所述的深度识别拉曼光谱分析***，其特征是，所述编码孔径光纤拉曼光谱分析模块包括：
准直镜，设置在所述编码孔径光纤阵列的出射光光路上，用于将编码孔径光纤阵列的输出光转换成平行光并以相同的入射角反射至光栅；
光栅，与所述准直镜斜向相对，用于在将准直镜反射的平行光反射到聚焦镜上的同时进行分光，以使不同波长的平行光经光栅反射后形成不同的衍射角；
聚焦镜，与所述光栅斜向相对，用于将经由光栅反射的并具有不同衍射角的平行光聚焦于面阵探测器上；以及
面阵探测器，设置在所述聚焦镜的焦平面上，用于接收聚焦镜聚焦后的光信号。
3.根据权利要求2所述的深度识别拉曼光谱分析***，其特征是，在所述面阵探测器的信号输出端设置有信号处理单元，用于对面阵探测器输出的光信号进行归一化处理。
4.根据权利要求3所述的深度识别拉曼光谱分析***，其特征是，所述编码孔径光纤阵列位于编码孔径光纤拉曼光谱分析模块中的所述准直镜的焦平面处。
5.一种深度识别拉曼光谱分析方法，其特征是，包括以下步骤：
a、设置权利要求1—4任一权利要求所述的深度识别拉曼光谱分析***；
b、***开机后，将被测样品设置在与拉曼信号激发/收集光纤探头的出射光路相垂直的位置上；
c、控制拉曼激光器发出激发光，所述激发光在通过激发光纤传输的过程中，依次经过激发光纤准直镜的准直、经过窄带滤光片的滤光、经过激发光纤耦合镜的耦合滤波后，再经拉曼信号激发/收集光纤探头照射到被测样品上，并产生不同偏移量处的拉曼信号；
d、拉曼信号激发/收集光纤探头收集在被测样品上产生的不同偏移量处的拉曼信号，所收集的不同偏移量处的拉曼信号在收集光纤的传输过程中，依次经过收集光纤准直镜的准直、经过高通拉曼滤光片的滤光、经过收集光纤耦合镜的耦合滤波后，再经编码孔径光纤阵列入射到编码孔径光纤拉曼光谱分析模块；
e、编码孔径光纤拉曼光谱分析模块对被测样品上产生的各偏移量处的拉曼信号进行光谱分析，同时获得各偏移量处拉曼信号的拉曼光谱；
f、利用信号处理单元对各偏移量处的拉曼光谱进行归一化处理；
g、对经归一化处理后的拉曼光谱进行信号处理，解耦后即获得被测样品不同深度处的拉曼光谱。
CN202110489663.4A 2021-05-06 2021-05-06 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法 Active CN113252636B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110489663.4A CN113252636B (zh) 2021-05-06 2021-05-06 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110489663.4A CN113252636B (zh) 2021-05-06 2021-05-06 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113252636A CN113252636A (zh) 2021-08-13
CN113252636B true CN113252636B (zh) 2022-10-04

Family

ID=77223583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110489663.4A Active CN113252636B (zh) 2021-05-06 2021-05-06 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113252636B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115986A (zh) * 2004-12-09 2008-01-30 科学技术设备委员会 对次表面组织和液体的拉曼光谱分析
CN101373177A (zh) * 2008-06-23 2009-02-25 杨爱玲 微区原位显微荧光光谱测量装置
CN101975770A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 厦门大学 一种集成化微型拉曼光纤光谱仪
CN104034663A (zh) * 2013-03-07 2014-09-10 中国计量学院 一种利用光纤束的材料空间反射特性测量仪
CN105352934A (zh) * 2015-11-05 2016-02-24 北京农业智能装备技术研究中心 便携式拉曼探头及检测装置
CN106770153A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 北京蓝色星语科技有限公司 一种空间偏移量可调的拉曼光谱***及拉曼光谱探测方法
CN107421941A (zh) * 2017-05-31 2017-12-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种空间离轴共焦拉曼检测探头
CN110208224A (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 桂林电子科技大学 基于同轴双波导光纤的活体单细胞多功能谱仪
CN210347443U (zh) * 2019-06-26 2020-04-17 无锡高德环境科技有限公司 一种环境大气特征气体监测仪
CN111121966A (zh) * 2020-01-07 2020-05-08 徐州旭海光电科技有限公司 拉曼光谱收集光纤、拉曼探头及拉曼光谱探测***
CN112113951A (zh) * 2020-09-09 2020-12-22 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 高通量多通道快速拉曼检测***
CN112147094A (zh) * 2020-09-07 2020-12-29 桂林电子科技大学 一种均衡式光纤阵列生化光谱分光装置
JP2021012137A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 学校法人早稲田大学 光学測定装置
CN112730374A (zh) * 2020-12-03 2021-04-30 北京信息科技大学 一种用于在体血液低浓度成分检测的光纤拉曼探针

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7647092B2 (en) * 2002-04-05 2010-01-12 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for spectroscopy of biological tissue
US20040073120A1 (en) * 2002-04-05 2004-04-15 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for spectroscopy of biological tissue
JP4041421B2 (ja) * 2003-03-25 2008-01-30 独立行政法人理化学研究所 ラマンプローブ及びそれを用いたラマン散乱計測装置
US8158957B2 (en) * 2006-03-02 2012-04-17 Chemimage Corporation System and method for structured illumination and collection for improved optical confocality of raman fiber array spectral translator imaging and interactive raman probing
WO2014124531A1 (en) * 2013-02-14 2014-08-21 British Columbia Cancer Agency Branch Integrated spectral probe for raman, reflectance and fluorescence spectral measurements
CN103954602B (zh) * 2014-03-10 2016-08-17 北京理工大学 激光双轴差动共焦布里渊-拉曼光谱测量方法与装置
US20150346102A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-03 Innovative Photonic Solutions, Inc. Compact Raman Probe Integrated with Wavelength Stabilized Diode Laser Source
CN204694636U (zh) * 2015-06-26 2015-10-07 北京杏林睿光科技有限公司 一种基于光纤分束器的新型拉曼探头
CN205384224U (zh) * 2016-03-10 2016-07-13 北京杏林睿光科技有限公司 一种拉曼光谱测量实验装置
CN105651759A (zh) * 2016-03-24 2016-06-08 上海如海光电科技有限公司 一种表面增强拉曼光谱测试***
CN105997000B (zh) * 2016-05-30 2023-04-14 福建师范大学 一种基于纤维内窥镜的拉曼光谱检测装置及其实现方法
CN107870165A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 福州高意光学有限公司 一种特殊光纤制作的拉曼光纤探头
CN207689376U (zh) * 2017-12-25 2018-08-03 上海如海光电科技有限公司 光纤探针拉曼***
CN109211873A (zh) * 2018-11-13 2019-01-15 北京理工大学 后置分光瞳激光差动共焦拉曼光谱测试方法及装置
CN109730694A (zh) * 2019-01-08 2019-05-10 北京信息科技大学 一种诊断人体血管内斑块类型的拉曼光谱测量探针
WO2020191347A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Dawatek, Llc Offset raman imaging system and methods of use
CN110470646A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 成都大象分形智能科技有限公司 基于人工智能与拉曼光谱的肿瘤组织识别***

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115986A (zh) * 2004-12-09 2008-01-30 科学技术设备委员会 对次表面组织和液体的拉曼光谱分析
CN101115987A (zh) * 2004-12-09 2008-01-30 科学技术设备委员会 用于具有深度选择性的拉曼光谱法的设备
CN101373177A (zh) * 2008-06-23 2009-02-25 杨爱玲 微区原位显微荧光光谱测量装置
CN101975770A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 厦门大学 一种集成化微型拉曼光纤光谱仪
CN104034663A (zh) * 2013-03-07 2014-09-10 中国计量学院 一种利用光纤束的材料空间反射特性测量仪
CN105352934A (zh) * 2015-11-05 2016-02-24 北京农业智能装备技术研究中心 便携式拉曼探头及检测装置
CN106770153A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 北京蓝色星语科技有限公司 一种空间偏移量可调的拉曼光谱***及拉曼光谱探测方法
CN107421941A (zh) * 2017-05-31 2017-12-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种空间离轴共焦拉曼检测探头
CN110208224A (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 桂林电子科技大学 基于同轴双波导光纤的活体单细胞多功能谱仪
CN210347443U (zh) * 2019-06-26 2020-04-17 无锡高德环境科技有限公司 一种环境大气特征气体监测仪
JP2021012137A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 学校法人早稲田大学 光学測定装置
CN111121966A (zh) * 2020-01-07 2020-05-08 徐州旭海光电科技有限公司 拉曼光谱收集光纤、拉曼探头及拉曼光谱探测***
CN112147094A (zh) * 2020-09-07 2020-12-29 桂林电子科技大学 一种均衡式光纤阵列生化光谱分光装置
CN112113951A (zh) * 2020-09-09 2020-12-22 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 高通量多通道快速拉曼检测***
CN112730374A (zh) * 2020-12-03 2021-04-30 北京信息科技大学 一种用于在体血液低浓度成分检测的光纤拉曼探针

Also Published As

Publication number Publication date
CN113252636A (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120019820A1 (en) Compact, Low Cost Raman Monitor For Single Substances
US20120099102A1 (en) Dual and multi-wavelength sampling probe for raman spectroscopy
CN105021577A (zh) 激光共焦诱导击穿-拉曼光谱成像探测方法与装置
CN110763671B (zh) 小型频移激发拉曼检测装置
CN106546334A (zh) 空间自调焦激光共焦拉曼光谱探测方法与装置
CN105181656A (zh) 激光差动共焦诱导击穿-拉曼光谱成像探测方法及装置
KR20150120537A (ko) 고출력 비표지 세포 분석 시스템 및 그 구동방법
CN110987898A (zh) 一种空间外差偏移拉曼光谱检测装置及其检测方法
CN113960010A (zh) 基于涡旋光束的暗场共聚焦拉曼偏振光谱测量装置与方法
CN111982884A (zh) 一种紧凑型266nm短波紫外拉曼光谱仪
JP3992064B2 (ja) 光学分析装置
CN108844930B (zh) 分光瞳共焦分立荧光光谱及荧光寿命探测方法与装置
CN113804671A (zh) 一种高灵敏度拉曼光谱探测***
CN113252636B (zh) 深度识别拉曼光谱分析***及分析方法
KR101632672B1 (ko) 공초점 분광 현미경
CN110274895A (zh) 多探测器分立荧光光谱及荧光寿命探测方法与装置
EP2243016B1 (en) Stand-off detection of hazardous substances such as explosives and components of explosives
US7532325B2 (en) Method and apparatus for the separation of fluoroscence and elastic scattering produced by broadband illumination using polarization discrimination techniques
Archibald et al. Remote near-IR reflectance measurements with the use of a pair of optical fibers and a Fourier transform spectrometer
CN113252637B (zh) 拉曼光谱检测中的荧光背景抑制***及抑制方法
JPH01102342A (ja) 蛍光顕微分光装置
CN111965152A (zh) 一种用于刑侦现场生物斑迹检测的识别仪
CN112098371A (zh) 一种基于双波长差值的强度型SPRi传感***及方法
CN220819836U (zh) 一种空间偏移拉曼光谱检测***
Makita et al. Investigation of transmission Raman scattering Light collection and Raman spectrum analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant