全文摘要
本实用新型公开了一种多功能光谱系统，涉及分析检测技术领域。本技术方案为，按照光路顺序，依次设有光源组件、第一光谱组件、第一样品仓、第二光谱组件以及第一探测器组件，其中，还设有第二样品仓；所述第二样品仓与第一光谱组件连接，所述第二样品仓设有出射狭缝；所述第一探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第一探测器组件与第二样品仓连接。通过使用一套系统即可实现多种功能的光谱测试手段。
主设计要求
1.一种多功能光谱系统，其特征在于，按照光路顺序，依次设有光源组件、第一光谱组件、第一样品仓、第二光谱组件以及第一探测器组件，其中，还设有第二样品仓；所述第二样品仓与第一光谱组件连接，所述第二样品仓设有出射狭缝；所述第一探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第一探测器组件与第二样品仓连接。
设计方案
1.一种多功能光谱系统，其特征在于，按照光路顺序，依次设有光源组件、第一光谱组件、第一样品仓、第二光谱组件以及第一探测器组件，其中，还设有第二样品仓；所述第二样品仓与第一光谱组件连接，所述第二样品仓设有出射狭缝；所述第一探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第一探测器组件与第二样品仓连接。
2.如权利要求1所述的多功能光谱系统，其特征在于，还包括第二探测器组件，所述第二探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第二探测器组件与第二样品仓连接。
3.如权利要求1或2所述的多功能光谱系统，其特征在于，还包括制冷装置，所述制冷装置与第一样品仓连接；或，所述制冷装置与第二样品仓连接。
4.如权利要求3所述的多功能光谱系统，其特征在于，所述制冷装置设有制冷腔，所述制冷腔可放置样品，所述制冷腔由透明石英片围成。
5.如权利要求4所述的多功能光谱系统，其特征在于，所述制冷装置为制冷温度可达到10-300K的制冷装置。
6.如权利要求2所述的多功能光谱系统，其特征在于，所述第一探测器组件为可见光探测器或近红外探测器；所述第二探测器组件为可见光探测器或近红外探测器。
7.如权利要求1所述的多功能光谱系统，其特征在于，还包括扩展光源组件，所述扩展光源组件跟第一样品仓连接。
8.如权利要求7所述的多功能光谱系统，其特征在于，所述扩展光源组件为皮秒激光器。
9.如权利要求1所述的多功能光谱系统，其特征在于，所述光源组件包括溴钨灯光源和\/或白光激光光源；所述白光激光光源为可以发射波长为200-2000nm光谱的光源。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及分析检测技术领域，尤其涉及一种多功能光谱系统。
背景技术
光谱技术是近年来发展起来的新型分析检测技术，具有灵敏度高，检测限低，操作简单，分析时间短，无损耗，无污染及成本低等优点，现在光谱技术及应用始于20世纪60年代，近几十年来，光谱技术因其独有的特点在化学工业，木材工业，医药卫生等领域得到了日益广泛的应用和发展，如今，光谱技术已经逐步发展成为一种重要、有效的光谱化学分析手段。
目前光谱技术的分析方法有很多种，分别有荧光激发光谱方法，荧光发射光谱方法，吸收光谱方法，荧光寿命光谱方法等等，这些光谱分析方法都有特定的光谱系统去实现，但是目前市面上的大多数仪器只能实现单一或者两种光谱分析方法功能，这就造成了人们在一台光谱系统上获得材料的光谱信息不够全面，需要借助其他光谱仪器来获得更多的光谱信息，这样不仅给测试分析人员造成了不便，还增加了购置仪器的成本。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是如何在一套系统上实现多种光谱手段来全面探测材料的性质，提供一种可多功能光谱系统。
为了解决上述问题，本实用新型提出以下技术方案：
一种多功能光谱系统，按照光路顺序，依次设有光源组件、第一光谱组件、第一样品仓、第二光谱组件以及第一探测器组件，其中，还设有第二样品仓；所述第二样品仓与第一光谱组件连接，所述第二样品仓设有出射狭缝；所述第一探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第一探测器组件与第二样品仓连接。
其进一步地技术方案为，还包括第二探测器组件，所述第二探测器组件与第二光谱组件连接；或，所述第二探测器组件与第二样品仓连接。
其进一步地技术方案为，还包括制冷装置，所述制冷装置与第一样品仓连接；或，所述制冷装置与第二样品仓连接。
其进一步地技术方案为，所述制冷装置设有制冷腔，所述制冷腔设置有样品放置处，所述制冷腔由透明石英片围成。
其进一步地技术方案为，所述制冷装置为制冷温度可达到10-300K的制冷装置。
其进一步地技术方案为，所述第一探测器组件为可见光探测器或近红外探测器；所述第二探测器组件为可见光探测器或近红外探测器。
其进一步地技术方案为，还包括扩展光源组件，所述扩展光源组件跟第一样品仓连接。
其进一步地技术方案为，所述扩展光源组件为皮秒激光器。
其进一步地技术方案为，所述光源组件包括溴钨灯光源和\/或白光激光光源；所述白光激光光源为可以发射波长为200-2000nm光谱的光源。
与现有技术相比，本实用新型提供的多功能光谱系统将光源组件、第一光谱组件、第一样品仓、第二光谱组件以及第一探测器组件组合使用，可进行荧光激发光谱实验、荧光发射光谱实验；而将光源组件、第一光谱组件、第二样品仓以及第一探测器组件组合使用，可进行吸收光谱实验。由此，仅用一套系统即可实现多种功能的光谱测试手段。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种多功能光谱系统结构示意图。
附图标记：光源组件10，第一光谱组件20，第一样品仓30，第一样品放置处31，第二光谱组件40，第一探测器组件50，第二样品仓60，出射狭缝61，第二样品放置处62，第二探测器组件70，制冷装置80，扩展光源组件90。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和\/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和\/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
参加图1，本实用新型实施例提出一种多功能光谱系统，按照光路顺序，依次设有光源组件10、第一光谱组件20、第一样品仓30、第二光谱组件40以及第一探测器组件50，其中，还设有第二样品仓60；所述第二样品仓60与第一光谱组件20连接，所述第二样品仓60设有出射狭缝61；所述第一探测器组件50与第二光谱组件40连接；或，所述第一探测器组件50与第二样品仓60连接。
具体实施中，光源组件10设有光源以及至少一个聚焦透镜，聚焦透镜用于汇聚经光源发射出来的光。
在某些实施例中，光源组件10还设有半透半反镜，光源发出的光经过半透半反镜，改变光路，再由聚焦透镜汇聚，增加光强。
具体实施中，第一光谱组件20设有光栅以及至少一个聚焦镜，第一光谱组件接收自光源组件10发出的光，由聚焦镜汇聚至光栅分成所需的单色光，再由聚焦镜将单色光进行汇聚，增加单色光的光强。
在某些实施例中，第一光谱组件20还设有半透半反镜，光源组件10发出的光经过半透半反镜，改变光路，由聚焦镜汇聚至光栅分成所需的单色光，再由聚焦镜将单色光进行汇聚，增加光强后发射至第一样品仓30。
在某些实施例中，可通过增加半透半反镜来改变光路方向，使光路发向预设方向。
具体实施中，第一样品仓30设有第一样品放置处31以及至少一个聚焦透镜，为使光路准确地聚焦至第一样品放置处31，提高检验结果的准确性，使第一光谱组件20发出的光经过聚焦透镜汇聚、准直再聚焦至第一样品放置处31，同时，样品经照射后发出的荧光再经过聚焦透镜汇聚进入第二光谱组件40。
具体实施中，第二光谱组件40设有至少一个聚焦镜，用于汇聚来自第一样品仓30的荧光，增加光强，提高检测的灵敏度。在某些实施例中，也可通过增加半透半反镜来使得光路发生变化，使光路按照预设轨迹达到第一探测器组件50。
由此，将光源组件10、第一光谱组件20、第一样品仓30、第二光谱组件40以及第一探测器组件50组合使用，可进行荧光激发光谱实验、荧光发射光谱实验。
具体实施中，还设有第二样品仓60；所述第二样品仓60设有出射狭缝61以及第二样品放置处62；所述第一探测器组件50与第二样品仓60连接；第一光谱组件20转发出的光转向至第二样品仓60，经过出射狭缝61分解为所需波长的单色光束，至第二样品放置处62被样品吸收，再由聚焦透镜将光传送至第一探测器组件50，测量给定波长样品吸收的光强，即进行吸收光谱实验。
需要说明的是，光源组件10、第一光谱组件20、第一样品仓30、第二光谱组件40以及第二样品仓60，可根据需要自行添加半反半透镜、聚焦镜、聚焦透镜，用于调整光路方向、对光线进行准直、聚焦，本实施例对以上光学镜的使用数量和规格参数不做具体限定。
本实施例中，第一探测器组件50与第二光谱组件40连接；或，所述第一探测器组件50与第二样品仓60连接，只使用一套探测器组件进行检测光谱，可降低使用成本。
将光源组件10、第一光谱组件20、第二样品仓60以及第一探测器组件50组合使用，可进行吸收光谱实验。
由此，仅用一套系统即可实现多种功能的光谱测试手段。
在某些实施例，例如本实施例中，多功能光谱系统还包括第二探测器组件70，所述第二探测器组件70与第二光谱组件50连接；或，所述第二探测器组件70与第二样品仓60连接。
具体实施例中，第一探测器组件50、第二探测器组件70为可拆卸设置，二者可以互换位置。第一探测器组件50、第二探测器组件70均设有用于检测光强的探测器，可根据样品发出的荧光强度范围来选取合适的探测器，本实施例对此不做具体限定。
本实施例中增加一套探测器组件，使用时各自对应一套探测器组件进行检测，无需重复拆卸组装，简单方便。
在某些实施例中，多功能光谱系统还包括制冷装置80，所述制冷装置80与第一样品仓30连接；或，所述制冷装置80与第二样品仓60连接。
制冷装置80为可转向的液氮制冷器，可根据检测需要将制冷装置80与所需的样品仓连接，以辅助做荧光激发光谱变温实验，荧光发射光谱变温实验，吸收光谱变温实验，荧光寿命光谱变温实验。
在某些实施例中，所述制冷装置80设有制冷腔，所述制冷腔可放置样品，所述制冷腔由透明石英片围成。
进行变温实验时，将液氮制冷器的制冷腔移至第一样品放置处31或第二样品放置处62，将样品置于制冷腔内，为保证检测准确，制冷腔由5片的透明石英片围成。
在某些实施例中，所述制冷装置为制冷温度可达到10-300K的制冷装置。
在某些实施例中，所述第一探测器组件50为可见光探测器或近红外探测器；所述第二探测器组件70为可见光探测器或近红外探测器。其中，可见光探测器的检测范围为200-900nm，近红外探测器的检测范围为800～2600nm。
在某些实施例中，近红外探测器为铟镓砷探测器。
在某些实施例中，多功能光谱系统还包括扩展光源组件90，所述扩展光源组件90跟第一样品仓30连接。
在某些实施例中，所述扩展光源组件90为375nm皮秒激光器。
在进行荧光寿命光谱检测时，扩展光源组件90发出的激光照射到第一样品放置处31，样品受到激发产生荧光，荧光进入第二光谱组件40，将光栅选择光谱定在发射的荧光光谱最强处，通过聚焦镜至第一探测器组件50检测，将第一探测器组件50与数据采集卡连接，即可采集到荧光衰减寿命光谱曲线。
在某些实施例中，所述光源组件10包括溴钨灯光源和\/或白光激光光源；所述白光激光光源为可以发射波长为200-2000nm光谱的光源。该白光激光光源在全光谱范围有较为平滑的光谱曲线，比通常的氙灯、溴钨灯光源的光功率密度更大，可以获得更好的光谱信噪比。
本实施例提供的多功能光谱系统可以做荧光激发光谱实验，荧光发射光谱实验，吸收光谱实验，荧光寿命光谱实验。通过增加制冷温度可达到10K到300K的制冷装置，可以辅助做荧光激发光谱变温实验，荧光发射光谱变温实验，吸收光谱变温实验，荧光寿命光谱变温实验。
本实施例提供的多功能光谱系统具备的光谱测试手段分别有：
荧光激发光谱：让不同波长的激发光激发荧光物质使之发生荧光，而让荧光以固定的发射波长照射到检测器上，然后以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标所绘制的图，即为荧光激发光谱。
具体实施中，第二光谱组件40处固定选取一个特定的荧光发射波长，通过转动第二光谱组件40中的光栅来变换激发波长。
荧光发射光谱：使激发光的波长和强度保持不变，而让荧光物质所发出的荧光通过发射单色器照射于检测器上，亦即进行扫描，以荧光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标作图，即为荧光发射光谱。
具体实施中，将溴钨灯光源或白光激光器光源进入第一光谱组件20，通过光栅分光选取特定的激发波长，单色光从第一光谱组件20出射后经过透镜准直再聚焦到第一样品仓30的样品上，样品受激发产生的荧光经过透镜汇聚到第二光谱组件40内，最后到达第一探测器组件50。
吸收光谱：是以测量给定波长样品吸收的光强为基础的分析手段，通常称为分光光度法。
具体实施中，溴钨灯或白光激光器光源进入第一光谱组件20里，通过光栅分光选取特定的输出单色光，单色光准直后变成平行光，通过第二样品仓60的样品后汇聚到第二探测器组件70。
荧光寿命光谱：当某种物质被一束激光激发后，该物质的分子吸收能量后从基态跃迁到某一激发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光回到基态。当去掉激发光后，分子的荧光强度降到激发时的荧光最大强度I0的1\/e所需要的时间，称为荧光寿命，常用τ表示，而测得荧光寿命的数据，即荧光寿命光谱。
具体实施中，使用扩展激光器，激光照射到第一样品仓30的样品上，样品发出的荧光通过第二光谱组件40，进入第一探测器组件50。
此外，通过引入制冷装置，可以辅助做荧光激发光谱变温实验，荧光发射光谱变温实验，吸收光谱变温实验，荧光寿命光谱变温实验。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920319818.8
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209802988U
授权时间:20191217
主分类号:G01N21/64
专利分类号:G01N21/64
范畴分类:31E;
申请人:深圳技术大学（筹）
第一申请人:深圳技术大学（筹）
申请人地址:518000 广东省深圳市坪山新区坑梓街道竹岭二路竹韵花园幼儿园
发明人:陈思繁
第一发明人:陈思繁
当前权利人:深圳技术大学（筹）
代理人:任哲夫
代理机构:44242
代理机构编号:深圳市精英专利事务所 44242
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
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