兽药可以有效防治动物的疾病,对畜牧业的健康发展发挥着重要的作用。然而,一些企业在药品中非法掺杂其他物质冒充药物的有效成分,从而延误治疗,给养殖户造成了巨大的损失。这些掺杂成分与药品性状相似,肉眼难以分辨,需要专业的仪器进行检测。分析检测技术需要满足准确、快速、简便、经济等要求,其中任何一项的缺失,都会限制该技术的推广使用。目前,假药检测方法主要有化学法、色谱法和光谱法。其中,拉曼光谱法是以拉曼散射为基础的光谱分析技术,它具有速度快、非接触、无损伤、所需样品量少且无需预处理等优点,非常适合药品的现场快速检测。随着便携式拉曼光谱仪的出现和化学计量学方法的发展,拉曼光谱分析在药品检测方面的优势更加凸显。本文通过实验进行了兽药掺假的拉曼光谱检测,并设计了用于兽药掺假检测的拉曼光谱仪光学系统,主要内容包括:(1)本文通过拉曼光谱实验与化学计量学方法相结合,研究了兽药掺假的拉曼光谱分析方法,为拉曼光谱仪的设计提供实验指导。首先介绍了偏最小二乘法的定性判别和定量分析原理,然后以兽药中的常用药青霉素作为研究对象,基于偏最小二乘法,对掺葡萄糖和淀粉的青霉素样品进行了定性判别,并对掺假药品中的青霉素含量进行了定量分析。其中包括校正集的选取,奇异样本剔除以及各种预处理方法及其组合对模型的影响等。(2)本文根据兽药检测的需求,设计了便携式拉曼光谱仪的外光路系统。外光路系统包括激光激发和散射光收集两部分。激发光路与激光器输出光纤的数值孔径相匹配,放大率为1:1,系统的点列图大小与爱里斑相当,聚焦能力强。散射光收集光路的物方数值孔径达到0.44,能够使更大角度的拉曼散射光进入系统。所设计的散射光收集光路,零视场和50μm视场的点列图的均方根半径分别为3.949μm和5.074μm,半径10μm的圆内能量超过95%。(3)本文设计了透射式体全息光栅分光的拉曼光谱仪光学系统。根据Kogelnik耦合波理论,分析了体全息光栅的衍射特性;设计了透射式拉曼光谱仪光学系统,该系统的长度小于10cm,物方数值孔径达到0.22,在790-1014nm的光谱范围内,分辨率为0.6nm。