(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 202210488969.2 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 中国科学院长春光学精密机 械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长 春市经济技 术开发 区东南湖大路38 88号 (72)发明人 李晓天　陈俊　吉日嘎兰图 　 于宏柱　初启航　张博　孙雨琦　 (74)专利代理 机构 长春中科长光知识产权代理 事务所(普通 合伙) 22218 专利代理师 郭婷 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/65(2006.01) G01J 3/44(2006.01)G01J 3/28(2006.01) G01J 3/02(2006.01) G01J 3/18(2006.01) (54)发明名称 高分辨率拉曼光谱仪 (57)摘要 本发明提供一种高分辨率拉曼光谱仪， 包 括： 激光装置、 双色镜、 准直透镜、 拉曼滤光片、 聚 焦透镜、 干 涉组件、 扩束透镜组、 二维色散组件和 成像装置； 激光装置发出激光光束后经过双色镜 的反射和准直透镜的聚焦后对样品进行照射； 发 出散射光束， 经准直透镜的准直后透过双色镜， 再经拉曼滤光片的过滤和聚焦透镜的聚焦后进 入干涉组件发生干涉效应后以梳状光束出射； 梳 状光束经过扩束透镜组的透射后进入二维色散 组件中依次发生纵向色散和横向色散形成二维 色散光束出射， 在成像装置中进行成像， 得到波 长‑光强二维谱图。 本发明提高了拉曼光谱仪的 分辨率， 解决了传统 高分辨率色散型光谱仪体积 较大， 无法适应载荷要求较高的环境， 结构不紧 凑等问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114755187 A 2022.07.15 CN 114755187 A 1.一种高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 包括： 激光装置、 双色镜、 准直透镜、 拉曼滤 光片、 聚焦透 镜、 干涉组件、 扩束透 镜组、 二维色散组件和成像装置； 所述激光装置发出激光光束后经过所述双色镜的反射和所述准直透镜的聚焦后对样 品进行照射； 所述样品经激光光束照 射后激发出拉曼散射光束， 经所述准直透镜的准直后变为平行 光束透过所述双色镜， 再经所述拉曼滤光片的滤波和所述聚焦透镜的聚焦后进入所述干涉 组件发生干涉后以梳状光束出射； 所述梳状光束经过所述扩束透镜组的扩束后进入所述二维色散组件中依次发生纵向 色散和横向色散形成二维色散光束， 所述二维色散光束入射至所述成像装置进行成像， 得 到波长‑光强二维谱图。 2.根据权利要求1所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述激光装置包括： 激光 器和窄带通滤光片； 所述窄带通滤光片位于所述激光器的正前方， 用于对所述激光器发出的激光光束中的 杂散光进行 过滤。 3.根据权利要求2所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述双 色镜与水平方向呈 45°角放置， 用于将所述激光器发出的激光 光束的传播方向改变90 °。 4.根据权利要求3所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述干涉组件包括： 空心 平行平板和压电陶瓷； 所述空心平行平板由第 一玻璃平板和第 二玻璃平板组成， 所述第 一玻璃平板与所述第 二玻璃平板构成了密闭的干涉腔； 所述第一玻璃平板的中心位置处设置有通孔， 所述压电 陶瓷安装在所述第二玻璃 平板上； 所述聚焦光束经所述通孔进入所述空心平行平板后产生多光束干涉效应， 通过改变所 述压电陶瓷的电压来控制所述空心 平行平板的干涉腔长， 得到光强增强的梳状光束。 5.根据权利要求4所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 在所述第 一玻璃平板的内 侧镀有可 见光全反膜； 在所述第二玻璃 平板的内侧镀有可 见光高反膜。 6.根据权利要求5所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述干涉组件还包括： 耦 合透镜和光纤； 所述第二玻璃平板出射的梳状光束经所述耦合透镜耦合至所述光纤中， 从所述光纤出 射的光束再 经所述扩束透 镜组进行扩束后进入所述 二维色散组件。 7.根据权利要求6所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述二维色散组件包括： 平面反射镜、 柱透 镜、 实心平行平板和光 栅； 所述扩束光束经过所述平面反射镜的反射后传播方向改变90 °进入所述柱透镜中， 经 过所述柱透镜的聚焦后依 次进入所述实心平行平板和所述光栅实现光束的纵向色散和横 向色散， 形成所述 二维色散光束； 所述二维色散光束经 所述光栅出射后传播方向再次改变90 °， 进入所述成像装置 。 8.根据权利要求7所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述实心平行平板相对于 水平面倾斜放置， 所述实心平行平板为矩形体玻璃平板， 所述实心平行平板的入射区域镀 有增透膜， 非入射区域分别镀有可 见光全反射膜和可 见光高反射膜。 9.根据权利要求8所述的高分辨率拉曼光谱仪， 其特征在于， 所述入射 区域位于所述实权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114755187 A 2心平行平板第一侧面的底部； 所述非入射区域为所述 实心平行平板除入射区域的第一侧面 和第二侧 面； 所述第一侧 面非入射区域镀有可见光全反射膜， 所述第二侧 面镀有可见光高 反射膜。 10.根据权利要求9所述的高分辨 率拉曼光谱仪， 其特 征在于， 所述成像装置包括： 成像透 镜组、 非球面成像透 镜和面阵探测器； 所述二维色散光束依次透过所述成像透镜组和非球面成像透镜后在所述面阵探测器 中形成波长 ‑光强二维谱图。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114755187 A 3