光纖耦合拉曼光譜儀將激發(fā)光與散射光均通過光纖傳輸,實現(xiàn)了光源、樣品與光譜儀的空間分離,特別適合在線檢測與原位分析。其核心在于"光纖傳光+共聚焦收光+光柵分光"三段式光路架構。
光路結構:三段式傳輸
第一段:激發(fā)光路。激光器(常用785nm或532nm)輸出的單色光經耦合透鏡注入激發(fā)光纖,通過光纖傳輸至拉曼探頭。探頭內透鏡將光束聚焦至樣品表面,形成1~2μm級光斑,功率密度可達kW/cm²量級,確保足夠的拉曼激發(fā)效率。
第二段:散射光收集。探頭采用與激發(fā)光纖同軸或旁軸排列的收集光纖,以90°或180°背散射幾何收集拉曼信號。共聚焦針孔置于收集光路焦點處,僅允許樣品微區(qū)的散射光通過,有效排除離焦背景,空間分辨率達1μm級。
第三段:分光與探測。收集光纖將拉曼信號導入光譜儀,首先經陷波濾波器(NotchFilter)濾除強度高出拉曼信號10?~10¹?倍的瑞利散射光,再由全息光柵色散分光,最終由深制冷CCD探測器將光信號轉為電信號,完成光譜采集。
檢測原理:拉曼位移即指紋
激光照射樣品后,約千萬分之一的光子發(fā)生非彈性散射——拉曼散射。散射光頻率相對于入射光產生偏移(拉曼位移,單位cm?¹),該偏移量等于分子振動/轉動能級差,與入射光波長無關,僅取決于分子結構。斯托克斯線(頻率降低)為主要檢測對象,其頻率偏移量構成物質的"光譜指紋",結合數(shù)據(jù)庫比對即可實現(xiàn)定性定量分析。
一句話:光纖傳光實現(xiàn)遠程靈活檢測,陷波濾波剔除瑞利干擾,光柵分光提取拉曼位移——三者協(xié)同,讓"分子指紋"精準可讀。
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