便攜式拉曼光譜儀的設計及定標方法研究.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，在食品安全監(jiān)測、藥品鑒偽、水質檢測、珠寶鑒定以及防爆安檢等方面具有廣闊的應用及前景。
　　本文基于便攜式拉曼光譜儀的設計需求，采用交叉式的Czerny-Turner結構，通過研究光譜儀的狹縫、光柵以及結構參數等對光譜儀靈敏度、分辨率的影響，確定合適的設計方案。針對光路中存在的彗差與象散，提出了基于費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，運用

2、TracePro與CodeV進行了模擬驗證，提高了光譜儀的靈敏度。通過對光譜儀的雜散光進行模擬分析與實驗驗證，采用階梯型光闌和非齊高遮擋葉片兩種結構來有效的抑制雜散光。為抑制CCD的工作溫度變化對暗噪聲的影響，設計了一種小型的CCD制冷溫控系統(tǒng)。制冷結構無需抽真空，系統(tǒng)達到穩(wěn)定溫度的時間短，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梳狀濾波器的快速光譜儀波長定標方法，有效的解決了常規(guī)定標方法中

3、存在的定標數據少、定標譜線分布不均勻以及耗時長等問題，此外該方法具有波長可調諧性，可根據實際設計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濾波器的結構參數對譜線數量、譜線帶寬以及可識別性的影響。
　　最后，本文設計與搭建了便攜式拉曼光譜儀樣機，并對樣機性能進行了初步測試,波數范圍200~2700cm-1,光譜分辨率6~8cm-1,信噪比300:1，并用該樣機測試了多種不同的樣品，還研究了樣品形態(tài)對光譜測量的影