本发明涉及一种拉曼光谱检测技术，尤其是一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置。
背景技术：
1、拉曼光谱法是研究气体分子受光照射后所产生的散射，散射光与入射光能级差和化合物振动频率、转动频率的关系的分析方法。拉曼效应是分子极化率改变的结果，被测量的是非弹性的散射。激光拉曼光谱技术通过入射激光与气体分子之间相互作用并发生能量交换，发出频率变化的散射光，实现对样品的组成成分、浓度、温度等参数的非接触测量。该技术具有非接触、响应快、重复性高、长期稳定性高以及多组分同时探测等诸多优点。但拉曼光谱散射截面较小，其散射强度仅为瑞利散射强度的10-6～10-8，极易受到背景噪声等因素的干扰。为提高拉曼光谱的检测灵敏度，常用方法有：多次反射腔增强拉曼光谱技术、f-p腔增强拉曼光谱技术、激光腔增强拉曼光谱技术和光纤增强拉曼光谱技术等技术。
2、多次反射腔一般要求激光从腔镜侧面入射，因此几乎不用考虑入射损耗，同时对环境中温度、机械振动等噪声敏感程度较低，可在腔内部放置样品池，能够很好地将激发光多次反射，提高多次反射腔中心区域的激发光功率强度，进而增强拉曼散射信号强度，具有较高灵敏度和多组分同时探测等特点。但是目前腔增强拉曼检测装置仅通过一块透镜进行侧向收集，收集效率不高，进而降低了系统探测灵敏度。
技术实现思路
1、本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置，以实现拉曼光谱的高效率收集和痕量气体的高灵敏探测。
2、本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
3、本发明的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，包括如下步骤：
4、步骤1：通过第一凹面反射镜3和第二凹面反射镜4构成反射腔；激光光源1发出的激光经过第一准直镜2进行准直，然后进入反射腔进行多次反射，并在反射腔中心处激发痕量气体拉曼散射光；
5、步骤2：将拉曼散射光分为x方向、y方向和z方向，通过光收集装置来收集x方向、y方向和z方向的拉曼散射光；光收集装置包括第一光收集装置和第二光收集装置；通过第一光收集装置收集x方向的拉曼散射光，通过第二光收集装置收集z方向的拉曼散射光；
6、步骤3：所述光收集装置与光传输装置相连接；由光传输装置将所述光收集装置所收集的拉曼散射光传输给第二准直镜10，通过第二准直镜10进行准直；
7、步骤4：通过第二准直镜10进行准直的拉曼散射光，依次通过窄带滤光片11和会聚镜12进入再进入拉曼光谱探测器13。
8、本发明的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置的结构特点也在于：
9、进一步地，所述第一凹面反射镜3的凹面和第二凹面反射镜4的凹面相对设置；所述第一凹面反射镜3和第二凹面反射镜4中心对称设置，第一凹面反射镜3的焦点和第二凹面反射镜4的焦点重合。
10、进一步地，所述反射腔内设置有样品室14。
11、进一步地，所述样品室包括进气通道15和排气通道16。
12、进一步地，所述激光光源1为紫外光源17、可见光源18或红外光源19。
13、进一步地，所述步骤2中，所述光收集装置为离轴抛物面反射镜镜组；所述离轴抛物面反射镜镜组包括第一离轴抛物面反射镜20和第二离轴抛物面反射镜21。
14、进一步地，所述光传输装置为空间光路镜组。
15、本发明还公开了一种所述的腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法的装置，其特征是，包括激光光源模块、多次反射腔模块、多角度拉曼散射光收集模块和拉曼光谱探测模块；
16、所述激光光源模块包括激光光源1和第一准直镜2，位于吸收池侧面，用于激发被测气体拉曼散射光谱；
17、所述多次反射腔模块包括两面凹面反射镜，用于实现激发光路多次反射，并使激发光路在反射腔的中心相交；
18、所述多角度拉曼散射光收集模块包括两组拉曼散射光收集镜组；每一个拉曼散射光收集镜组包括一个球面反射镜和一个光收集装置；光收集装置通过光传输装置将所述光收集装置所收集的拉曼散射光传输拉曼光谱探测模块；
19、所述拉曼光谱探测模块包括第二准直镜10、窄带滤光片11、会聚镜12和拉曼光谱探测器13，将光传输装置的出射光进行准直，并通过滤光片滤除瑞利散射光等杂散光，然后耦合进入拉曼光谱探测器13。
20、进一步地，所述多角度拉曼散射光收集模块中，所述光传输装置为空间光路镜组。
21、与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
22、本发明公开了一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置，方法包括通过第一和第二凹面反射镜构成反射腔；激光光源发出的激光经过第一准直镜进行准直后进入反射腔进行多次反射，并在反射腔中心处激发痕量气体拉曼散射光；将拉曼散射光分为x、y和z方向；通过两个光收集装置分别收集x和z方向的拉曼散射光；将收集的拉曼散射光通过第二准直镜进行准直，然后依次通过窄带滤光片和会聚镜进入再进入拉曼光谱探测器。装置包括激光光源模块、多次反射腔模块、多角度拉曼散射光收集模块和拉曼光谱探测模块。
23、本发明的腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置，能够实现拉曼光谱的高效率收集和痕量气体的高灵敏探测，可广泛应用于资源勘探、能源电力、生物医学、环境监测和食品管理等领域中，具有极其重要的应用前景。
24、本发明的腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法及装置，具有能够在提高拉曼光谱的收集效率、进而提高腔增强拉曼光谱对痕量气体的探测灵敏度和探测效率等优点。
1.一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述第一凹面反射镜(3)的凹面和第二凹面反射镜(4)的凹面相对设置；所述第一凹面反射镜(3)和第二凹面反射镜(4)中心对称设置，第一凹面反射镜(3)的焦点和第二凹面反射镜(4)的焦点重合。
3.根据权利要求1所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述反射腔内设置有样品室(14)。
4.根据权利要求3所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述样品室包括进气通道(15)和排气通道(16)。
5.根据权利要求1所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述激光光源(1)为紫外光源(17)、可见光源(18)或红外光源(19)。
6.根据权利要求1所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述步骤2中，所述光收集装置为离轴抛物面反射镜镜组；所述离轴抛物面反射镜镜组包括第一离轴抛物面反射镜(20)和第二离轴抛物面反射镜(21)。
7.根据权利要求1所述的一种腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法，其特征是，所述光传输装置为空间光路镜组。
8.一种根据权利要求1所述的腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法的装置，其特征是，包括激光光源模块、多次反射腔模块、多角度拉曼散射光收集模块和拉曼光谱探测模块；
9.根据权利要求8所述的腔增强拉曼光谱收集的多气体检测方法的装置，其特征是，所述多角度拉曼散射光收集模块中，所述光传输装置为空间光路镜组。
