(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210436388.4 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 山西大学 地址 030000 山西省太原市小店区坞城路 92号山西大学 (72)发明人 张宽收　闫丽华　李渊骥　冯晋霞　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置 (57)摘要 本发明提供一种量子增强的拉曼光谱关联 检测装置， 涉及激光拉曼检测技术领域。 装置包 括： 激光发射系统、 整形系统、 衰减系统、 平衡探 测器和锁相放大器； 激光发射系统产生明亮振幅 压缩光和双色量子关联光； 双色量子关联光为第 一和第二近红外激光； 整形系统接收明亮振幅压 缩光和第一近红外激光且将其聚焦至待测样本； 整形系统还将透过待测样本的光中的第一近红 外激光过滤， 得到透过后的明亮振幅压缩光； 衰 减系统对第二近红外激光进行衰减以得到衰减 激光； 平衡探测器探测透过后的明亮振幅压缩光 和衰减激光并计算两者的差值得到关联信号； 锁 相放大器确定关联信号的幅值并根据幅值得到 待测样本的拉曼光谱。 本发明能有效增强拉曼光 谱探测的信噪比。 权利要求书2页 说明书9页 附图1页 CN 114813699 A 2022.07.29 CN 114813699 A 1.一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 激光发射系统， 用于产生明亮振幅压缩光和双色量子关联光； 所述双色量子关联光包 括第一近红外 激光和第二近红外 激光； 整形系统， 用于接收所述明亮振幅压缩光和所述第一近红外激光， 且将所述明亮振幅 压缩光和所述第一近红外激光聚焦至待测样本； 所述整形系统还用于将透过所述待测样本 的光中的第一近红外 激光过滤， 得到透过后的明亮 振幅压缩光； 衰减系统， 设置在所述第二近红外激光的出射光路上， 用于对所述第二近红外激光进 行衰减， 以得到 衰减激光； 平衡探测器， 用于探测所述透过后的明亮振幅压缩光和所述衰减激光， 并计算所述透 过后的明亮 振幅压缩光和所述衰减激光的差值， 得到关联信号； 锁相放大器， 与所述平衡探测器连接， 用于确定所述关联信号的幅值， 并根据所述幅值 得到所述待测样本的拉曼光谱。 2.根据权利要求1所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述激 光发射系统包括： 激光器， 用于发射第一激光和第二激光； 第一振荡器， 设置在所述第一激光的出射光路上， 用于对所述第一激光进行调谐以得 到真空压缩光； 第二振荡器， 设置在所述第一激光的反射光路上， 用于对所述第一激光进行调谐以得 到双色量子关联光； 耦合模块， 分别设置在所述真空压缩光和所述第二激光的出射光路上， 用于对所述真 空压缩光和所述第二激光进行耦合， 并将耦合得到的明亮振幅压缩光发射至所述整形系 统。 3.根据权利要求2所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述耦 合模块包括： 第一透镜， 设置在所述第二激光的出射 光路上， 用于将所述第二激光反射至分束镜； 分束镜， 设置在所述第一振荡器的出射光路上且位于所述第一透镜的反射光路上， 用 于对所述真空压缩光和所述第二激光进行耦合， 并将耦合得到的明亮振幅压缩光反射至第 二透镜； 第二透镜， 设置在所述分束镜的反射光路上， 用于将所述明亮振幅压缩光反射至第三 透镜； 第三透镜， 设置在所述第二透镜的反射光路上， 用于将所述明亮振幅压缩光反射至所 述整形系统。 4.根据权利要求1所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述装 置还包括： 第一强度调制器， 设置在所述第一近红外激光的出射光路上， 用于对所述第一近红外 激光进行光强调制， 并将调制后的第一近红外 激光发射至所述整形系统； 第二强度调制器， 设置在所述第二近红外激光的出射光路上， 用于对所述第二近红外 激光进行光强调制， 并将所述调制后的第二近红外 激光发射至所述衰减系统； 所述锁相放大器还用于在确定所述关联信号的幅值之前， 对所述关联信号进行解调。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114813699 A 25.根据权利要求1所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述整 形系统包括： 第四透镜， 用于接收所述明亮振幅压缩光和所述第一近红外激光， 且将所述明亮振幅 压缩光和所述第一近红外激光聚焦至待测样本上； 所述待测样本设置在所述第四透镜的出 射面上； 第八透镜， 设置在待测样本的透射光路上， 用于对透过待测样本的光进行收集且传送 至滤波片； 滤波片， 设置在待测样本的透射光路上且设置在所述第八透镜的出射光路上， 用于将 透过所述待测样本的光中的第一近红外 激光过滤， 得到透过后的明亮 振幅压缩光。 6.根据权利要求4所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述衰 减系统包括： 第七透镜， 设置在所述第二强度调制器的出射光路上， 用于将所述第二近红外激光反 射； 衰减控制器， 设置在所述第七透镜的反射光路上， 用于对所述第二近红外激光进行强 度衰减， 得到 衰减激光。 7.根据权利要求2所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述激 光发射系统还 包括： 第五透镜， 设置在所述第一激光的出射光路上， 用于将所述第一激光透射至所述第一 振荡器， 并将所述第一激光反射出去； 第六透镜， 设置在所述第五透镜的反射光路上， 用于将所述第一激光反射至所述第二 振荡器。 8.根据权利要求3所述的一种量子增强的拉曼光谱关联检测装置， 其特征在于， 所述装 置还包括： 二向色镜， 设置在所述第 三透镜的反射光路上且位于所述第 一近红外激光的出射光路 上， 用于将所述第一近红外 激光和所述明亮 振幅压缩光传送至所述整形系统。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114813699 A 3