本發(fā)明涉及光學(xué)分析儀器，更具體的說是涉及一種組合式光譜探頭及光譜分析系統(tǒng)，該組合式光譜探頭除具有發(fā)射激發(fā)光以及接收激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光的功能，并且具有錄像功能，可廣泛用于物質(zhì)的光譜探測與分析。

背景技術(shù)：

目前市場上拉曼光譜探頭只能單純地具有發(fā)射激光與接收受激發(fā)射拉曼光的功能，如圖1所示，是目前市場上由美國bwtek公司生產(chǎn)的一種拉曼光譜探頭:bac101拉曼光譜探頭。其中101是包括發(fā)射和接收光學(xué)的拉曼光譜探頭,102是發(fā)射光纖和接收光纖。然而現(xiàn)有的拉曼光譜探頭不具備錄像功能，所以不能拍攝記錄被分析物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和分析或?qū)嶒?yàn)所用的設(shè)備儀器等,以便歸檔、分析實(shí)驗(yàn)和舉證之用。如執(zhí)法部門工作人員現(xiàn)場檢查測試毒品或假藥時(shí),可以測試其拉曼光譜以辨別其真?zhèn)?，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)記錄測試過程包括涉案人員、執(zhí)法人員、測試地點(diǎn)和測量設(shè)備等作為舉證之用。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種組合式光譜探頭，其除具有發(fā)射激發(fā)光以及接收激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光的功能，并且具有錄像功能，可廣泛用于物質(zhì)的光譜探測與分析。

本發(fā)明所述組合式光譜探頭包括光譜探頭、攝像頭以及寬帶照明光源，其中，

所述光譜探頭用于發(fā)射所述激發(fā)光以及接收所述激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光，其中光譜探頭由發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)和接收光學(xué)系統(tǒng)組成，且所述光譜探頭內(nèi)有用于過濾返回的激發(fā)光的二向性濾光片以濾掉返回的激發(fā)光；

所述攝像頭用于拍攝記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像；

所述寬帶照明光源用于提供所述攝像頭進(jìn)行拍攝所需的照明。

從而使得光譜探頭具有發(fā)射激發(fā)光以及接收激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光的功能，又具有錄像功能。在進(jìn)行光譜分析過程的同時(shí)，記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和分析或?qū)嶒?yàn)所用的設(shè)備儀器等。以便以便歸檔記錄、分析實(shí)驗(yàn)和舉證之用。如執(zhí)法部門工作人員現(xiàn)場檢查測試毒品或假藥時(shí),可以測試其拉曼光譜以辨別其真?zhèn)危瑫r(shí)也可以實(shí)時(shí)記錄測試過程包括涉案人員、執(zhí)法人員、測試地點(diǎn)和測量設(shè)備等作為舉證之用。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述光譜探頭還與激發(fā)光源以及光譜分析器連接，所述攝像頭以及寬帶照明光源分別與控制顯示裝置連接，

所述激發(fā)光源、用于輸出激發(fā)被檢測物的激發(fā)光；

所述光譜分析器，用于對(duì)組合式光譜探頭接收的所述激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光并進(jìn)行光譜分析；

所述控制顯示裝置，用于控制光譜分析器、攝像頭和寬帶照明光源并顯示光譜分析結(jié)果和攝像頭獲取的圖像，并將此圖像與光譜分析結(jié)果關(guān)聯(lián)為一個(gè)文件進(jìn)行操作，如保存記錄、編輯和打印等。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述組合式光譜探頭還包括發(fā)射光纖和接收光纖；

所述發(fā)射光纖用于接收來自激發(fā)光源的激發(fā)光并傳輸所述激發(fā)光至所述光譜探頭，再經(jīng)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)射向被檢測物；

所述接收光纖用于接收來自所述光譜探頭的所述激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光，并傳輸至所述光譜分析器，既所述激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光經(jīng)光譜探頭內(nèi)的接收光學(xué)系統(tǒng)接收后導(dǎo)入接收光纖并傳輸至光譜分析器進(jìn)行光譜分析。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述組合式光譜探頭還包括連接于所述攝像頭、寬帶照明光源以及控制顯示裝置之間的連接導(dǎo)線，所述連接導(dǎo)線用于傳輸所述控制顯示裝置發(fā)出的控制信號(hào),并將所述攝像頭所獲得圖像傳回控制顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述攝像頭和寬帶照明光源同向設(shè)置，且所述攝像頭與所述光譜探頭同向設(shè)置或具有一夾角。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述組合式光譜探頭的寬帶照明光源照射方向前端還設(shè)置有第一濾光器，所述第一濾光器為單一濾光片、濾光片組合或?yàn)V光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的照明。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述組合式光譜探頭的寬帶照明光源為單色光源或多個(gè)單色光源的組合，以使用不同的單色光獲得不同光譜的照明。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述組合式光譜探頭的攝像頭前端還設(shè)置有第二濾光器，所述第二濾光器為單一濾光片、濾光片組合或?yàn)V光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的圖像。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述激發(fā)光為激光時(shí)，根據(jù)所用不同的二向性分光片，當(dāng)所述激光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光為拉曼光時(shí)，則組合式光譜探頭可用做為拉曼光譜探頭；或當(dāng)所述激光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光為熒光時(shí)，則組合式光譜探頭可用做為熒光光譜探頭。

根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述激發(fā)光為非激光(如紫外燈光等)時(shí)，根據(jù)所用不同的二向性分光片，當(dāng)所述非激光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光為熒光時(shí)，則組合式光譜探頭也可用做為熒光光譜探頭。

本發(fā)明提供一種光譜分析系統(tǒng)，所述光譜分析系統(tǒng)包括組合式光譜探頭以及與所述組合式光譜探頭分別連接的激發(fā)光源、光譜分析器和控制顯示裝置，所述組合式光譜探頭包括光譜探頭、攝像頭以及寬帶照明光源，

激發(fā)光源，用于輸出激發(fā)被檢測物的激發(fā)光；

光譜探頭，用于發(fā)射所述激發(fā)光以及接收所述激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光；

光譜分析器，用于對(duì)由組合式光譜探頭接收的激發(fā)光與被檢測物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的光進(jìn)行光譜分析；

攝像頭，用于拍攝記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像；

寬帶照明光源，用于提供所述攝像頭進(jìn)行拍攝所需的照明；

控制顯示裝置，用于控制所述光譜分析器、攝像頭和寬帶照明光源并顯示光譜分析結(jié)果和攝像頭獲取的圖像，并將此圖像與光譜分析結(jié)果關(guān)聯(lián)為一個(gè)文件進(jìn)行操作，如保存記錄、編輯和打印等。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中拉曼光譜探頭的示意圖；

圖2是本發(fā)明組合式光譜探頭一種實(shí)施例的示意圖；

圖3是本發(fā)明組合式光譜探頭另一實(shí)施例的示意圖；

圖4是本發(fā)明組合式光譜探頭又一實(shí)施例的示意圖；

圖5是本發(fā)明組合式光譜探頭再一實(shí)施例的示意圖；

圖6是本發(fā)明一種光譜分析系統(tǒng)的原理框圖；

圖7是本發(fā)明光譜分析系統(tǒng)一種實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖2所示，本發(fā)明一種組合式光譜探頭10,包括光譜探頭11、攝像頭12、寬帶照明光源13、發(fā)射光纖14、接收光纖15以及連接電纜16(即連接導(dǎo)線)組合在一起形成組合式光譜探頭。在圖2中，17是激發(fā)光、18是激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的光、19是寬帶照明光、20是攝像頭12接收的光。其中光譜探頭11由發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)和接收光學(xué)系統(tǒng)組成，且有相應(yīng)的二向性濾光片以濾掉返回的激發(fā)光，以減少其對(duì)激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的光18探測的干擾，光譜探頭11用于發(fā)射激發(fā)光17以及接收激發(fā)光與被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光18；攝像頭12用于拍攝記錄被檢測物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像；寬帶照明光源13用于提供攝像頭12進(jìn)行拍攝所需的照明。從而使得組合式光譜探頭10具有發(fā)射激發(fā)光17以及接收激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生光18的功能，又具有錄像功能。所以能在進(jìn)行光譜分析過程的同時(shí)，記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和分析或?qū)嶒?yàn)所用的設(shè)備儀器等。

發(fā)射光纖14和接收光纖15；發(fā)射光纖14用于接收來自激發(fā)光源20的激發(fā)光17并傳輸激發(fā)光至光譜探頭11后再經(jīng)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)射向被檢測物200；當(dāng)激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的光18后，經(jīng)光譜探頭11內(nèi)的接收光學(xué)系統(tǒng)接收后導(dǎo)入接收光纖15并傳輸至光譜分析器30(見圖6)進(jìn)行光譜分析。 連接電纜16用于傳輸控制顯示裝置40(見圖6)發(fā)出的控制信號(hào),并將攝像頭12所獲得圖像傳回控制顯示裝置40。同樣的，控制顯示裝置40還與激發(fā)光源17以及光譜分析器30通過電纜連接，以控制激發(fā)光源17以及光譜分析器30。

優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭，所述激發(fā)光源20(見圖6)為激光器時(shí)，根據(jù)所用不同的二向性分光片，當(dāng)所述激光與所述被檢測物質(zhì)200相互作用而產(chǎn)生的光18為拉曼光時(shí)，則組合式光譜探頭10可用做為拉曼光譜探頭；當(dāng)所述激光與所述被檢測物質(zhì)200相互作用而產(chǎn)生的光18為熒光時(shí)，則組合式光譜探頭10可用做為熒光光譜探頭。

或根據(jù)本發(fā)明的組合式光譜探頭10，所述激發(fā)光為非激光(如紫外燈光等)時(shí)，根據(jù)所用不同的二向性分光片，當(dāng)所述非激光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光為熒光時(shí)，則組合式光譜探頭10也可用做為熒光光譜探頭。

圖3是本發(fā)明組合式光譜探頭10另一實(shí)施例的示意圖。與圖2中不同的是，在圖2中，攝像頭12和寬帶照明光源13同向設(shè)置，且攝像頭12與光譜探頭11同向設(shè)置。然而在圖3中，攝像頭12和寬帶照明光源13同向設(shè)置，且攝像頭12與光譜探頭11具有一任意夾角a以更方便對(duì)被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和分析或?qū)嶒?yàn)所用的設(shè)備儀器等的進(jìn)行照明和攝像記錄。

圖4是本發(fā)明組合式光譜探頭10又一實(shí)施例的示意圖。與圖2和圖3中不同的是，在本實(shí)施例中，寬帶照明光源13的照射方向前端還設(shè)置有第一濾光器414，第一濾光器414為單一濾光片、濾光片組合或?yàn)V光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的照明。也即該第一濾光器414可以是單個(gè)的濾光片，該單個(gè)的濾光片可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇以獲得不同的光譜照明，同時(shí)該第一濾光器414可以是多個(gè)濾光片的組合以獲得不同的光譜照明，另外第一濾光器414也可以是濾光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的照明，中性衰減濾光片是為了降低寬帶照明光源13所發(fā)出光的光強(qiáng)。

圖5是本發(fā)明組合式光譜探頭10再一實(shí)施例的示意圖。與圖2至圖4中不同的是，在本實(shí)施例中，攝像頭12的拍攝鏡頭前端還設(shè)置有第二濾光器515，第二濾光器515為單一濾光片、濾光片組合或?yàn)V光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的圖像。也即該第二濾光器515可以是單個(gè)的濾光片，該單個(gè)的濾光片可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇以使攝像頭12獲得不同的光譜的圖像，同時(shí)該第二濾光器515可以是多個(gè)濾光片的組合以使攝像頭12獲得不同的光譜 圖像，另外第二濾光器515也可以是濾光片與中性衰減濾光片的組合以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的圖像，中性衰減濾光片的是為了降低攝像頭12所接收到的光的光強(qiáng)，以避免因光太強(qiáng)導(dǎo)致攝像頭12飽和而影響正常工作。

顯而易見，在其他實(shí)施例中，也可同時(shí)在寬帶照明光源13的照射方向前端、攝像頭12的拍攝鏡頭前端均設(shè)置濾光器，以獲得不同光譜不同強(qiáng)度的照明或圖像。

綜上所述，本發(fā)明通過將光譜探頭、攝像頭以及寬帶照明光源組合在一起形成組合式光譜探頭，其中光譜探頭用于發(fā)射所述激發(fā)光以及接收激發(fā)光與被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光；攝像頭用于拍攝記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像；寬帶照明光源用于提供攝像頭進(jìn)行拍攝所需的照明。從而使得光譜探頭具有發(fā)射激發(fā)光以及接收激發(fā)光與所述被檢測物相互作用而產(chǎn)生的光的功能，又具有錄像功能。在進(jìn)行光譜分析過程的同時(shí)，記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和分析或?qū)嶒?yàn)所用的設(shè)備儀器等。

圖6是本發(fā)明光譜分析系統(tǒng)原理框圖，一種光譜分析系統(tǒng)100，包括組合式光譜探頭10以及與組合式光譜探頭10分別連接的激發(fā)光源20、光譜分析器30和控制顯示裝置40。

激發(fā)光源20，用于輸出激發(fā)被檢測物質(zhì)的激發(fā)光17。

光譜探頭11，用于發(fā)射激發(fā)光17以及接收激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)200相互作用而產(chǎn)生的光18。

光譜分析器30，用于對(duì)由組合式光譜探頭10接收的激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)200相互作用而產(chǎn)生的光18進(jìn)行光譜分析。

攝像頭12，用于拍攝記錄被鑒別物質(zhì)、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像。

寬帶照明光源13，用于提供攝像頭12進(jìn)行拍攝所需的照明。

控制顯示裝置40，用于控制光譜分析器30、攝像頭12和寬帶照明光源13并顯示攝像頭12獲取的圖像，并將此圖像與光譜分析結(jié)果關(guān)聯(lián)為一個(gè)文件進(jìn)行操作，如保存記錄、編輯和打印等。該控制顯示裝置40優(yōu)選為帶顯示屏的計(jì)算機(jī)或嵌入式計(jì)算機(jī)。同時(shí)控制顯示裝置40還與激發(fā)光源20以及光譜分析器30連接，以控制激發(fā)光源20以及光譜分析器30,并顯示光譜分析結(jié)果和攝像頭獲取的圖像。

圖7是本發(fā)明光譜分析系統(tǒng)一種實(shí)施例的示意圖。光譜分析系統(tǒng)100，包括組合式光譜探頭10以及與組合式光譜探頭10分別連接的激發(fā)光源20、光譜分析器30和控制顯示裝置40，組合式光譜探頭10包括光譜探頭11、攝像頭12以及寬帶照明光源13。寬帶照明光源13可為由單色光源代替，以使用不同的單色光獲得不同光譜的照明，也即寬帶照明光源13可以是根據(jù)需求選擇的單色光源，不同的單色光源可以獲得不同光譜照明；另外寬帶照明光源13也可以多個(gè)單色光源的組合。

光譜分析系統(tǒng)100還包括發(fā)射光纖14和接收光纖15；發(fā)射光纖14用于接收來自激發(fā)光源20的激發(fā)光并傳輸激發(fā)光至光譜探頭11；接收光纖15用于接收來自光譜探頭11的激發(fā)光與被檢測物200相互作用而產(chǎn)生的光，并傳輸至光譜分析器30。光譜分析系統(tǒng)100還包括連接于攝像頭12、寬帶照明光源13以及控制顯示裝置40之間的連接電纜16，連接電纜用于傳輸控制顯示裝置40發(fā)出的控制信號(hào),并將攝像頭所獲得圖像傳回控制顯示裝置40。同樣的，控制系顯示裝置40還與激發(fā)光源20以及光譜分析器30通過電纜連接，以控制激發(fā)光源20以及光譜分析器30,并顯示光譜分析結(jié)果和攝像頭獲取的圖像。

在進(jìn)行光譜分析時(shí)，激發(fā)光源20產(chǎn)生激發(fā)光17由發(fā)射光纖14導(dǎo)入光譜探頭11后再經(jīng)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)射向被檢測物200，激發(fā)光17與被檢測物質(zhì)200相互作用而產(chǎn)生的光18經(jīng)由光譜探頭11內(nèi)的接收光學(xué)系統(tǒng)接收后，再經(jīng)由接收光纖15導(dǎo)入光譜分析器30進(jìn)行光譜分析。寬帶照明光源13提供攝像頭12進(jìn)行拍攝所需的照明，攝像頭12拍攝被檢測物質(zhì)200、分析或?qū)嶒?yàn)過程、使用者和設(shè)備儀器的圖像，并通過連接電纜傳回控制顯示裝置40與光18的光譜分析結(jié)果做為一個(gè)文件操作，如保存記錄、編輯和打印等。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。