APARATO PARA RECIBIR SEÑALES DE DISPERSIÓN RAMAN Y MÉTODO CORRESPONDIENTE.

Aparato para recibir señales de dispersión Raman y método correspondiente.



Objetivo

Proporcionar un aparato para recibir señales de dispersión Raman y un método correspondiente, posibilitando ambos identificar objetos, incluso si la luz de dispersión Raman es débil

Solución

El aparato comprende un sistema óptico 30 de recogida de la luz, que comprende una lente 32 de recogida de la luz para recoger luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando se irradian sobre el mismo rayos láser de excitación, dentro de un rango en el que son irradiados los rayos láser de excitación, un sistema óptico espectral 50 que comprende un espectroscopio 52 para separar la luz de dispersión Raman, y un haz de fibras ópticas 40 que actúa como un convertidor del camino óptico, para convertir la luz que ha sido recogida por el sistema óptico 30 de recogida de la luz, en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción del espectroscopio 52.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201130417.

Solicitante: SAIMU CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 2652-1 Daibu 820-0609 Lizuka-shi JAPON.

Inventor/es: TSUCHIDA,Yasuo, KAWAZUMI,Hirofumi, ARIKATA,Kazuyoshi, TSUCHIDA,Akihiro, OINUMA,Toshiaki.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N21/49 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 21/00 Investigación o análisis de los materiales por la utilización de medios ópticos, es decir, utilizando rayos infrarrojos, visibles o ultravioletas (G01N 3/00 - G01N 19/00 tienen prioridad). › en un cuerpo o en un líquido.

Fragmento de la descripción:

Aparato para recibir señales de dispersión raman y método correspondiente Campo de la Invención La presente invención se refiere a un aparato para recibir señales de dispersión Raman y a un método 5 correspondiente, ambos para obtener señales de dispersión Raman que se dispersan desde un objeto.

Antecedentes de la Invención En el tratamiento de plásticos vertidos como desperdicios domésticos y/o industriales, a menudo no está claro de qué materiales están compuestos dichos plásticos. La mayor parte de los plásticos usados son triturados, y a continuación incinerados. Sin embargo, los plásticos se caracterizan porque si fueran identificados los materiales de los cuales se componen los plásticos (es decir, los materiales en bruto) , sería posible fundirlos y volver a moldearlos, y por lo tanto, sería posible asimismo reutilizarlos como productos con un gran valor añadido. Como alternativa, si los plásticos a incinerar contuvieran, por ejemplo, cloruro de polivinilo, se sabría que se generan gases venenosos, y por lo tanto, es necesario saber por adelantado si se contiene cloruro de polivinilo.

Como uno de los métodos de identificación de un material o de varios materiales de los que se componen los plásticos usados, se ha sugerido un método en el que se utiliza el espectro de la dispersión Raman. Por ejemplo, la referencia de patente 1 propone un método que comprende las etapas de introducir rayos láser monocromos emitidos desde una fuente de rayo láser en una cabeza de fibra a través de fibras ópticas, irradiar colectivamente los rayos láser sobre un plástico en un punto, recoger la luz que se dispersa desde el plástico, a través de una lente objetivo de la cabeza de fibra, equipada en la cabeza de fibra, introducir la luz recogida de este modo en un espectroscopio a través de fibras ópticas, llevar a cabo un análisis espectral de la luz para obtener de ese modo un espectro de dispersión Raman, y comparar el espectro con patrones de banda conocidos almacenados en una base de datos, para identificar de ese modo uno o varios materiales de los que se compone el plástico. Además, los inventores han propuesto un aparato de identificación de un plástico, que posibilita identificar rápidamente uno o varios materiales de los que se compone el plástico, basado en la dispersión Raman (por ejemplo, véase la referencia de patente 2) .

Referencias de la Técnica Anterior

Referencias de Patentes Referencia de Patente 1. Publicación de solicitud de patente japonesa número 2000-356 595.

Referencia de Patente 2. Patente japonesa número 4203916

Resumen de la Invención Problemas a Solucionar por la Invención Sin embargo, puesto que la luz de dispersión Raman que se dispersa desde el objeto a identificar es muy débil, la señal obtenida es débil asimismo, incluso si la luz de dispersión Raman se recoge a través de una lente, de la manera mencionada anteriormente. Por consiguiente, es necesario incrementar la potencia de salida de los rayos 35 láser para obtener señales intensas, sin bien, si se incrementa la potencia de salida de los rayos láser, se asume que el objeto a identificar resulta dañado. En concreto, cuando el objeto a identificar es un plástico negro, el plástico negro tiende a absorber rayos láser y por lo tanto a quemarse fácilmente, lo que tiene como resultado que es necesario mantener baja la potencia de salida de los rayos láser. Además, puesto que la luz de dispersión Raman que se dispersa de un plástico negro es débil, se considera imposible identificar uno o varios materiales de los que se compone un plástico, en el breve periodo requerido en el campo del reciclaje de plásticos.

A la vista de lo antedicho, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un aparato para recibir señales de dispersión Raman y un método correspondiente, que posibilitan ambos identificar un objeto, incluso si la luz de dispersión Raman obtenida es débil.

Solución al Problema 45 Un aparato para recibir señales de dispersión Raman, acorde con la presente invención, incluye un sistema óptico de recogida de la luz con una lente de recogida de la luz para recoger la luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando se irradian sobre el mismo rayos láser de excitación, comprendida dentro de un rango en el que son irradiados los rayos láser de excitación, un sistema óptico espectral que comprende un espectroscopio para separar la luz de dispersión Raman, y un convertidor del camino óptico que comprende, por lo menos, una guía de ondas óptica para convertir la luz que ha sido recogida por el sistema óptico de recogida de la luz, en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción del espectroscopio.

Un método de recepción de señales de dispersión Raman separando, por medio de un espectroscopio, la luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando son irradiados sobre el mismo rayos láser de excitación, en sus componentes espectrales para obtener de ese modo señales de dispersión Raman, de acuerdo con la presente invención, incluye recoger la luz de dispersión Raman a través de un sistema óptico de recogida de la luz que comprende una lente de recogida de la luz, comprendida dentro de un rango en el que son irradiados los rayos láser de excitación, y convertir la luz que ha sido recogida por el sistema óptico de recogida de la luz, en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción del espectroscopio, a través de por lo menos una guía de ondas óptica, e introducir al espectroscopio la luz convertida.

De acuerdo con la presente invención mencionada anteriormente, se recoge la luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando son irradiados sobre el mismo rayos láser de excitación, dentro de un rango en el que son irradiados los rayos láser de excitación, se convierte en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción del espectroscopio, a través de una o más guías de onda ópticas, y se introduce en el sistema óptico espectral. Es decir, incluso si la luz de dispersión Raman emitida desde un objeto fuera débil, se recoge, en general, la luz de dispersión Raman comprendida dentro de un rango en el que son irradiados los rayos láser de excitación, se introduce en una o más guías de onda ópticas a través de un extremo incidente del convertidor del camino óptico, se convierte en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción del espectroscopio, a través de una o más guías de onda ópticas, se introduce en el sistema óptico espectral, y se separa en sus componentes espectrales en el espectroscopio.

Es preferible que el convertidor del camino óptico tenga un extremo incidente con una forma en conformidad con el contorno de la luz de dispersión Raman generada por la irradiación de los rayos láser de excitación, en cuyo caso, puesto que la luz de dispersión Raman generada por la irradiación de los rayos láser de excitación entra en el convertidor del camino óptico en un extremo incidente del mismo, con una forma en conformidad con un contorno de la luz de dispersión Raman, se convierte en luz en forma de rendija, abandona el convertidor del camino óptico, y se introduce en el espectroscopio, asegurando que es posible obtener señales intensas de dispersión Raman sin degradación de la resolución para una longitud de onda o para cierto número de ondas, degradación que provoca una anchura incrementada de los picos de dispersión Raman. En el presente documento, una forma de un extremo incidente que sea compatible con el contorno de la luz de dispersión Raman generada por la irradiación de los rayos láser de excitación, indica una forma que evita en la medida de lo posible la fuga de la luz de dispersión Raman, en el caso de que la luz de dispersión Raman generada por la irradiación de los rayos láser de excitación con una forma variada, cambia a una forma en conformidad con la forma variada de los rayos láser de excitación.

Es preferible que el sistema óptico de recogida de la luz incluya además una lente de incidencia que irradia la luz recogida por el sistema óptico de recogida de la luz, en conformidad con la forma del extremo incidente del convertidor del camino óptico. Esto hace posible que la luz recogida por la lente de recogida de la luz, comprendida dentro de un rango de irradiación de los rayos láser de excitación, entre en el convertidor del camino óptico en un extremo incidente del mismo, asegurando que pueden obtenerse señales intensas de dispersión Raman.

La lente de incidencia puede componerse de una lente de ojo de mosca, y el extremo incidente del convertidor del camino óptico puede estar diseñado para tener...

 


Reivindicaciones:

1. Aparato para la recepción de señales de dispersión Raman, que comprende:

un sistema óptico de recogida de la luz que comprende una lente de recogida de la luz para recoger luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando son irradiados sobre el mismo rayos láser de excitación, comprendida en el interior de un rango en el cual son irradiados dichos rayos láser de excitación;

un sistema óptico espectral que comprende un espectroscopio para separar dicha luz de dispersión Raman en sus componentes espectrales; y

un convertidor del camino óptico que comprende, por lo menos, una guía de ondas óptica para convertir la luz que ha sido recogida por dicho sistema óptico de recogida de la luz, en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción de dicho espectroscopio.

2. El aparato expuesto en la reivindicación 1, en el que dicho convertidor del camino óptico tiene un extremo incidente a través del cual la luz entra al mismo, teniendo dicho extremo incidente una forma en conformidad con el contorno de la luz de dispersión Raman generada por la irradiación de dichos rayos láser de excitación.

3. El aparato expuesto en la reivindicación 1 o 2, en el que lente de recogida de la luz tiene una distancia de irradiación para recoger dicha luz de dispersión Raman en conformidad con el contorno de irradiación de dichos rayos láser de excitación.

4. El aparato expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho sistema óptico de recogida de la luz comprende además una lente de incidencia que irradia la luz recogida por dicho sistema óptico de recogida de la luz, en conformidad con la forma del extremo incidente de dicho convertidor del camino óptico.

5. El aparato expuesto en la reivindicación 4, en el que dicha lente de incidencia se compone de una lente de ojo de mosca, y

dicho extremo incidente de dicho convertidor del camino óptico tiene una forma que es conforme con dicha lente de ojo de mosca.

6. El aparato expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además uno entre un espejo colimador y una lente colimadora, para introducir en dicho espectroscopio la luz emitida fuera de dicho convertidor del camino óptico.

7. El aparato expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además una rendija situada más abajo de un extremo de salida de dicho convertidor del camino óptico, a través de la cual la luz sale de dicho convertidor del camino óptico.

8. El aparato expuesto en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los rayos láser de excitación comprenden rayos láser de banda estrecha.

9. Método de recepción de señales de dispersión Raman separando, mediante un espectroscopio, la luz de dispersión Raman que emite un objeto cuando son irradiados sobre el mismo rayos láser de excitación, en sus componentes espectrales para obtener de ese modo señales de dispersión Raman, que comprende:

recoger dicha luz de dispersión Raman a través de un sistema óptico de recogida de la luz que incluye una lente de recogida de la luz, en el interior de un rango en el que son irradiados dichos rayos láser de excitación; y

convertir la luz que ha sido recogida por dicho sistema óptico de recogida de la luz, en luz en forma de rendija en conformidad con la orientación de la red de difracción de dicho espectroscopio a través de, por lo menos, una guía de ondas óptica, e introducir en dicho espectroscopio la luz convertida.


 

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