一種快速檢測生物液態樣品的光學裝置及光學方法，所述快速檢測生物液態樣品的光學裝置包括鎖模鈦藍寶石飛秒激光器、時間延遲裝置、砷化鎵晶體、碲化鋅晶體、高速光電探頭、780nm分束器、第一780nm全反鏡、第二780nm全反鏡、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一拋物面鏡、第二拋物面鏡、太赫茲波譜、樣品槽；所述時間延遲裝置由角度互為直角的第一780nm全反鏡和第二780nm全反鏡組成，所述時間延遲裝置固定于電動平移臺上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于液態食品安全檢測、血液樣品檢測設備
，尤其涉及。
技術介紹
樣品分析技術是指為評價樣品，對其特定成分和含量進行分析檢測的技術和方法。樣品有多種分類方法，按形態劃分，可以分為氣態樣品、液態樣品、固態樣品等；按領域劃分，可以分為工業樣品、食物樣品、生物樣品、環境樣品等；不同形態的樣品，采樣、前處理和檢測分析方法也各不相同。傳統的樣品檢測分析方法有:分子光譜(紫外可見分光光度法、熒光光度法、化學發光等)；色譜(GC、LC、HPLC, IC等)；原子光譜(AAS、AFS、AES或ICP-AES等)；電化學分析(電位分析、傳感器、庫侖分析、極譜、溶出伏安法等)；GC、LC、ICP與MS聯用，F1、SI與光度法、化學發光、原子光譜等聯用技術。激光檢測技術是指利用激光的精度高、測量范圍大、檢測時間短、非接觸式等優異特性，將它作為探測激發光，配以相應的光電元件來實現物理量或化學屬性的測定檢驗。通過使用激光檢測技術，物理量的測量，如位移、溫度、壓力、速度、折射率等，不再需要單獨測量，而是整個物理量場一起進行非接觸式的測量。除了物理量的檢測，利用光與物質的相互作用，如旋光效應、熒光效應、選擇性吸收效應等新的分析手段，激光檢測技術開始在物質化學屬性的檢測領域得到新的應用。由于激光檢測物質具有靈敏度高、準確度好，分析速度快的特點，給樣品檢測領域開拓了嶄新的應用前景。為了加強社會對樣品的檢測能力，特別是環境和水質樣品的檢測能力，迫切需要發展一種簡單實用、經濟實惠且功能眾多的液態樣品檢測儀器和方法。顯然，傳統的實驗室小量樣本的化學測量分析和品質信息獲取方法已經無法滿足現代化發展的需要。因此，探索一種新的液態樣品檢測技術和方法，具有十分重要的現實意義和應用價值，同時也是生產發展的必然要求。
技術實現思路
本專利技術主要是解決上述現有技術所存在的技術問題，提供，通過光學手段提取時間延遲、折射率、吸收系數和吸收峰等光譜信息，利用這些參數信息分析出生物液態樣品的成份和含量，從而有效地鑒別出樣品的優劣。本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:，所述快速檢測生物液態樣品的光學裝置包括鎖模鈦藍寶石飛秒激光器、時間延遲裝置、砷化鎵晶體、碲化鋅晶體、高速光電探頭、780nm分束器、第一780nm全反鏡、第二 780nm全反鏡、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一拋物面鏡、第二拋物面鏡、太赫茲波譜、樣品槽；所述時間延遲裝置由角度互為直角的第一 780nm全反鏡和第二780nm全反鏡組成，所述時間延遲裝置固定于電動平移臺上；所述鎖模鈦藍寶石飛秒激光器能發射輸出激光束，所述輸出激光束經分束器分成參考光束和探測光束，所述探測光束經第二聚焦透鏡匯聚于波長轉換晶體上，所述探測光束經波長轉換晶體后轉換成特定樣品所需的毫微米波譜；所述第二拋物面鏡上設置圓形通孔，所述圓形通孔便于參考光束穿過第二拋物面鏡與毫微米波譜合束后共同匯聚于光電感應晶體上；所述電動平移臺上設置電動平移臺控制線，所述電動平移臺控制線與電腦，所述電腦上設置信號傳輸線，所述信號傳輸線與高速光電探頭連接。所述快速檢測生物液態樣品的光學方法如下:(I)首先，將多種激光檢測技術應用到樣品分析領域；根據不同的樣品特性，選擇不同的激光探測波長，例如紅外波段能夠有效鑒別有機物的特征吸收峰，這是因為紅外激光與有機分子中的含氫基團(C-H、N-H)振動的合頻與各級倍頻的吸收一致，從而得到樣品中有機分子含氫基團的特征振動信息。不同的探測波長可通過選擇不同的波長轉換晶體來實現，例如BBO晶體可實現近紅外波長輸出，BIBO晶體可實現中紅外波長輸出，砸化鎵晶體可實現遠紅外波長輸出，砷化鎵晶體可實現太赫茲波譜輸出。通過調諧晶體角度還可實現輸出波長的不同帶寬、不同能量、不同偏振和不同橢偏度。(2)然后，采集到的樣品光譜信息還需要進行分析處理，光譜預處理算法包括Savitzky-Golay Smoothing平滑法(SGS)，標準歸一化(SNV)、小波去噪等。通過采用多種光譜變量優化選擇算法及其組合算法對全波段的光譜變量進行選擇和特征光譜信號提取，同時根據樣品光譜有用信息分布，無用信息分布，冗余信息分布，噪聲分布等，提取對應不同成分信息的光譜波段，剔除干擾因素的影響。(3)最后，還需要建立已知成份和含量的標準樣品信息庫，通過分析對比待測樣品和標準樣品的信息，從而鑒別出待測樣品的成份和含量。樣品信息主要來自光譜信號的形狀分析、強度分析、位置分析等結果，通過提取它們的時間延遲、吸收系數、吸收位置和折射率等參數信息來鑒別待測樣品的成份和含量。本專利技術具有的有益效果:通過光學手段提取時間延遲、折射率、吸收系數和吸收峰等光譜信息，利用這些參數信息分析出生物液態樣品的成份和含量，從而有效地鑒別出樣品的優劣；本專利技術能夠實現快速、準確、大批量、非接觸式、非破壞性地連續獲取液態樣品的成份和含量等綜合信息；與傳統的化學檢測分析方法相比，這種基于多種激光檢測技術的樣品檢測系統有著諸多突出的優點:(I)激光檢測技術屬于非接觸式測量技術，與接觸式測量方法相比，具有限制更少、效率更高、不易損傷樣品形態、不易破壞樣品屬性等優點，是一種潛在的快速、簡便、經濟的樣品檢測方法，能夠提高檢測效率，降低檢測成本，擴大測量范圍。(2)采用多種激光檢測技術檢測液態樣品的化學屬性，分析手段包括光譜的形狀分析、強度分析、位置分析等，檢測范圍包括無機物、有機物、微生物等成份和含量的測定。傳統的化學試劑方法，檢測物質單一，而多功能的大型化學檢測儀器又價格昂貴，不宜普及。因此，采用激光檢測技術彌補了傳統方法的種種弊端和不足。本專利技術將有助于樣品檢測手段的智能化和快速化，實現液態樣品的標準科學檢測，推進我國樣品檢測行業的科學健康發展。開發的儀器設備將具有廣闊的應用前景和經濟價值。就國內目前的情況而言，很少有此方面的應用開發，但市場前景卻非常巨大，除企業自身的樣品檢測需求外，僅國家縣級行政部門的質檢局對于環境液態樣品的檢測需求就有很多。【附圖說明】圖1是本專利技術的光學裝置示意圖。圖2是本專利技術的光學方法技術路線圖。圖3是本專利技術的一個具體實施事例的裝置示意圖。圖4是本專利技術的一個具體實施事例的技術路線圖。圖5是為本專利技術具體實施事例的時域光譜圖和頻域光譜圖。圖中:1、鎖模鈦藍寶石飛秒激光器；2、時間延遲裝置；3、砷化鎵晶體；4、碲化鋅晶體；5、高速光電探頭；6、輸出激光束；7、780nm分束器；8、第一 780nm全反鏡；9、第二 780nm全反鏡；10、第一聚焦透鏡；11、第二聚焦透鏡；12、第一拋物面鏡；13、第二拋物面鏡；14、參考光束；15、探測光束；16、太赫茲波譜；17、樣品槽；18、電腦；19、電動平移臺控制線；20、信號傳輸線；21、電動平移臺；22、圓形通孔。【具體實施方式】下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例:，如圖1?圖2所示，所述快速檢測生物液態樣品的光學裝置包括鎖模鈦藍寶石飛秒激光器、時間延遲裝置、砷化鎵晶體、碲化鋅晶體、高速光當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種快速檢測生物液態樣品的光學裝置及光學方法，其特征在于所述快速檢測生物液態樣品的光學裝置包括鎖模鈦藍寶石飛秒激光器、時間延遲裝置、砷化鎵晶體、碲化鋅晶體、高速光電探頭、780nm分束器、第一780nm全反鏡、第二780nm全反鏡、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡、第一拋物面鏡、第二拋物面鏡、太赫茲波譜、樣品槽；所述時間延遲裝置由角度互為直角的第一780nm全反鏡和第二780nm全反鏡組成，所述時間延遲裝置固定于電動平移臺上；所述鎖模鈦藍寶石飛秒激光器能發射輸出激光束，所述輸出激光束經分束器分成參考光束和探測光束，所述探測光束經第二聚焦透鏡匯聚于波長轉換晶體上，所述探測光束經波長轉換晶體后轉換成特定樣品所需的毫微米波譜；所述第二拋物面鏡上設置圓形通孔，所述圓形通孔便于參考光束穿過第二拋物面鏡與毫微米波譜合束后共同匯聚于光電感應晶體上；所述電動平移臺上設置電動平移臺控制線，所述電動平移臺控制線與電腦，所述電腦上設置信號傳輸線，所述信號傳輸線與高速光電探頭連接。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：尉鵬飛，廖志廣，俞軍，童瑞寰，郁慧珍，張麗英，楊丁中，董一鳴，
申請(專利權)人：紹興文理學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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