便攜式拉曼光譜儀的設(shè)計(jì)及定標(biāo)方法研究.pdf

1、便攜式拉曼光譜儀具有攜帶方便、分析速度快、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全監(jiān)測(cè)、藥品鑒偽、水質(zhì)檢測(cè)、珠寶鑒定以及防爆安檢等方面具有廣闊的應(yīng)用及前景。
　　本文基于便攜式拉曼光譜儀的設(shè)計(jì)需求，采用交叉式的Czerny-Turner結(jié)構(gòu)，通過研究光譜儀的狹縫、光柵以及結(jié)構(gòu)參數(shù)等對(duì)光譜儀靈敏度、分辨率的影響，確定合適的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)光路中存在的彗差與象散，提出了基于費(fèi)馬原理的消慧差光路來提高光譜儀的分辨率；通過引入柱面透鏡的方式校正象散，運(yùn)用

2、TracePro與CodeV進(jìn)行了模擬驗(yàn)證，提高了光譜儀的靈敏度。通過對(duì)光譜儀的雜散光進(jìn)行模擬分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用階梯型光闌和非齊高遮擋葉片兩種結(jié)構(gòu)來有效的抑制雜散光。為抑制CCD的工作溫度變化對(duì)暗噪聲的影響，設(shè)計(jì)了一種小型的CCD制冷溫控系統(tǒng)。制冷結(jié)構(gòu)無(wú)需抽真空，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定溫度的時(shí)間短，能使CCD的工作溫度穩(wěn)定在10℃±0.1℃。
　　本文創(chuàng)新的提出了一種基于光波導(dǎo)梳狀濾波器的快速光譜儀波長(zhǎng)定標(biāo)方法，有效的解決了常規(guī)定標(biāo)方法中

3、存在的定標(biāo)數(shù)據(jù)少、定標(biāo)譜線分布不均勻以及耗時(shí)長(zhǎng)等問題，此外該方法具有波長(zhǎng)可調(diào)諧性，可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)中的光譜范圍要求選擇合適的譜線。并研究了該方法中雙面金屬包覆波導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)譜線數(shù)量、譜線帶寬以及可識(shí)別性的影響。
　　最后，本文設(shè)計(jì)與搭建了便攜式拉曼光譜儀樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)性能進(jìn)行了初步測(cè)試,波數(shù)范圍200~2700cm-1,光譜分辨率6~8cm-1,信噪比300:1，并用該樣機(jī)測(cè)試了多種不同的樣品，還研究了樣品形態(tài)對(duì)光譜測(cè)量的影