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双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计

王昕,  吴景林,  范贤光,  许英杰,  卢仙聪,  左勇

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王昕, 吴景林, 范贤光, 许英杰, 卢仙聪, 左勇. 双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106005-0106005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
引用本文: 王昕, 吴景林, 范贤光, 许英杰, 卢仙聪, 左勇. 双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106005-0106005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
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Wang Xin, Wu Jinglin, Fan Xianguang, Xu Yingjie, Lu Xiancong, Zuo Yong. Design of Raman spectroscopy measurement system based on shifted excitation method using two laser diodes with different wavelengths[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 106005-0106005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
Citation: Wang Xin, Wu Jinglin, Fan Xianguang, Xu Yingjie, Lu Xiancong, Zuo Yong. Design of Raman spectroscopy measurement system based on shifted excitation method using two laser diodes with different wavelengths[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 106005-0106005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
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双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
  • 1.

    厦门大学 航空航天大学,福建 厦门 361005;

  • 2.

    北京长城计量测试技术研究所 国防科技工业第一计量测试研究中心,北京 100095

基金项目: 

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ03012417)

详细信息
    作者简介:

    王昕(1984-),男,助理教授,博士,主要从事系统集成、信号处理技术研究。Email:xinwang@xmu.edu.cn

    通讯作者: 范贤光(1980-),男,副教授,博士,主要从事光电信息与检测技术方面的研究。Email:fanxg@xmu.edu.cn

  • 中图分类号: TH744

Design of Raman spectroscopy measurement system based on shifted excitation method using two laser diodes with different wavelengths

  • 1.

    School of Aerospace Engineering,Xiamen University,Xiamen 361005,China;

  • 2.

    The 1st Metrology & Measurement Research Center of National Defense Science Industry of China,Changcheng Institute of Metrology & Measurement,Beijing 100095,China

  • 摘要: 拉曼光谱检测常常受到荧光干扰,而移频激发拉曼差分光谱法(SERDS)是一种有效抑制拉曼光谱荧光背景的方法。基于该方法,采用两个波长相近、基于体布拉格光栅技术的固定波长激光器,设计了一套拉曼光谱测试系统。通过控制激光器的功率和温度,保证了输出波长的稳定性。采用高灵敏度的薄型背照式面阵CCD,设计了光谱数据采集光路和电路。同时,在软件上实现了差分光谱的三种重构算法,即简单积分算法、带数值插值的简单积分算法和多重约束解卷积算法。在实验中,利用文中系统对强荧光背景的某品牌香油进行了拉曼光谱测量,分别采用这三种算法处理差分光谱进行光谱重构,并对比了重构效果。实验结果表明,设计的系统能够有效抑制荧光对拉曼光谱检测的影响。
    Abstract: Raman detection is often disturbed by fluorescence background, while Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy(SERDS)is an effective method for fluorescent suppression on Raman spectroscopy. Based on this method, a Raman spectroscopy measurement system was designed using two closely space fixed-wavelength laser diodes stabilized with the Volume Bragg Gratings. The output wavelength of laser diodes was stabilized by manipulating their power and temperature. The light path and circuit of spectral data acquisition were designed with back-thinned area array CCD with high sensitivity. Besides, the three different reconstruction algorithms of the difference spectrum, namely simple integration algorithm, simple integration with data interpolation algorithm and multiple energy constraint iterative deconvolution algorithm could be realized through software of this system. The Raman spectra of sesame oil of some brand in the presence of a highly fluorescent were measured with this system and then the spectra reconstructed with three different algorithms to process the difference spectrum respectively were compared. Experimental results show that the system designed in this paper can effectively reject the effect of fluorescence to the Raman spectroscopy measurement.
  • [1] Fan Xianguang, Wang Xin, Xu Yingjie, et al. Design of Raman spectroscopy measurement system based on SHINERS[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1798-1803. (in Chinese) 范贤光, 王昕, 许英杰, 等。壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1798-1803.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-08
  • 修回日期:  2015-06-09
  • 刊出日期:  2016-01-25

双波长激光移频激发拉曼光谱测试系统设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0106005
  • 1. 厦门大学 航空航天大学,福建 厦门 361005;
  • 2. 北京长城计量测试技术研究所 国防科技工业第一计量测试研究中心,北京 100095
    • 作者简介:

    王昕(1984-),男,助理教授,博士,主要从事系统集成、信号处理技术研究。Email:xinwang@xmu.edu.cn

    通讯作者: 范贤光(1980-),男,副教授,博士,主要从事光电信息与检测技术方面的研究。Email:fanxg@xmu.edu.cn
  • 收稿日期: 2015-05-08
  • 修回日期: 2015-06-09
  • 刊出日期: 2016-01-25
基金项目:

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ03012417)

  • 中图分类号: TH744

摘要: 拉曼光谱检测常常受到荧光干扰,而移频激发拉曼差分光谱法(SERDS)是一种有效抑制拉曼光谱荧光背景的方法。基于该方法,采用两个波长相近、基于体布拉格光栅技术的固定波长激光器,设计了一套拉曼光谱测试系统。通过控制激光器的功率和温度,保证了输出波长的稳定性。采用高灵敏度的薄型背照式面阵CCD,设计了光谱数据采集光路和电路。同时,在软件上实现了差分光谱的三种重构算法,即简单积分算法、带数值插值的简单积分算法和多重约束解卷积算法。在实验中,利用文中系统对强荧光背景的某品牌香油进行了拉曼光谱测量,分别采用这三种算法处理差分光谱进行光谱重构,并对比了重构效果。实验结果表明,设计的系统能够有效抑制荧光对拉曼光谱检测的影响。

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