核心洞察：傳統(tǒng)便攜拉曼光譜儀通常只能從200?cm?1附近開始采集數(shù)據(jù)，而Lightnovo RG系列將起始波數(shù)下探至70?cm?1甚至更低25cm?1。低頻區(qū)域的聲子模、晶格振動(dòng)與分子骨架信息，不再依賴笨重的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)。

引言：低頻拉曼的科研價(jià)值與技術(shù)難點(diǎn)

拉曼光譜的低波數(shù)區(qū)（通常指200?cm?1以下）承載著豐富的微觀結(jié)構(gòu)信息：

• 晶格聲子模：二維材料（MoS?、WS?、石墨烯）的層間剪切模和呼吸模、鈣鈦礦材料的低頻振動(dòng)

• 分子骨架形變：有機(jī)晶體、配位聚合物中的扭轉(zhuǎn)與彎曲振動(dòng)

• 氫鍵網(wǎng)絡(luò)：水溶液中氫鍵的集體振動(dòng)模式

• 藥物多晶型：不同晶型在低頻區(qū)的特征指紋

然而，絕大多數(shù)便攜式拉曼光譜儀的低波數(shù)測(cè)量能力嚴(yán)重受限，主要源于兩個(gè)技術(shù)瓶頸：

1. 瑞利濾除難題：截止頻率通常高于150?cm?1，低頻信號(hào)被陷波濾波器一同切除

2. 光學(xué)效率不足：微弱低頻拉曼信號(hào)容易淹沒于雜散光背景中

Lightnovo RG系列通過專用低頻擴(kuò)展光學(xué)模塊與高通量透射光路，在緊湊機(jī)身內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從70?cm?1起始的寬光譜覆蓋。

1. 低波數(shù)擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)路徑

1.1 專用Low-cutoff Filter（LF）

標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜儀采用單級(jí)或雙級(jí)陷波濾波器抑制瑞利散射，其典型截止頻率為150-200?cm?1。若要向更低波數(shù)延伸，必須降低濾波器的截止邊緣陡峭度——而這往往以犧牲近瑞利區(qū)的透射效率為代價(jià)。

Lightnovo的LF定制選項(xiàng)采用多腔介質(zhì)膜陷波濾波器，在保證瑞利線抑制深度（OD > 6）的前提下，將可用光譜窗口推近至激光線附近70?cm?1處[0?L12-L13]。實(shí)際測(cè)量中，用戶可通過軟件控制切換普通濾波片與低頻擴(kuò)展濾波片，實(shí)現(xiàn)兩種工作模式的靈活選擇。

1.2 透射光路對(duì)低頻信號(hào)的原生保護(hù)

在上一篇文章中已經(jīng)論述過，RG系列透射式光路的光學(xué)總效率高達(dá)85%。這一優(yōu)勢(shì)在低頻區(qū)尤為關(guān)鍵——拉曼頻移越靠近瑞利線，信號(hào)強(qiáng)度衰減越顯著。若采用Czerny-Turner反射式結(jié)構(gòu)，多級(jí)反射引入的雜散光會(huì)進(jìn)一步惡化低頻信噪比；透射光路則保留了近瑞利區(qū)的信號(hào)完整性。

實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)：在100?cm?1附近測(cè)量單層MoS?的聲子模，同價(jià)位反射式便攜拉曼儀通常需要2-3倍積分時(shí)間才能達(dá)到相近的信噪比。

2. 規(guī)格表解讀：各型號(hào)的低波數(shù)覆蓋能力

以下數(shù)據(jù)來自Lightnovo 2025年規(guī)格表，重點(diǎn)關(guān)注“Raman shift”欄的起始值：

值得特別關(guān)注的是RGs PRO 785型號(hào)，其低頻起始波數(shù)低至25?cm?1。這一指標(biāo)在同類便攜產(chǎn)品中極為罕見，已接近實(shí)驗(yàn)室級(jí)三光柵單色器的性能水平。

圖1為RGs PRO 785在25?cm?1附近采集的對(duì)乙酰氨基酚（撲熱息痛）低頻拉曼光譜，清晰分辨出晶格振動(dòng)特征峰。

3. 典型應(yīng)用案例

3.1 二維材料層數(shù)鑒定

以MoS?為例，其面內(nèi)振動(dòng)模式E2?g（約383?cm?1）和面外振動(dòng)模式A?g（約405?cm?1）早已被常規(guī)拉曼用于層數(shù)判斷。然而，單層與雙層MoS?在低頻區(qū)的層間剪切模（shear mode，約20-30?cm?1） 差異更為顯著。RGs PRO 785的低頻能力可實(shí)現(xiàn)該模式的原位無損檢測(cè)，無需將樣品轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室顯微系統(tǒng)。

3.2 藥物多晶型表征

許多藥物的多晶型差異在低頻區(qū)最為顯著。例如卡馬西平（Carbamazepine）的I、II、III晶型，在50-150?cm?1范圍內(nèi)分別具有截然不同的特征峰組合。借助RG 785的低頻模塊，可實(shí)現(xiàn)在藥品生產(chǎn)線上的快速晶型判別，且無需樣品制備。

3.3 納米粒子表面聲子模

貴金屬納米粒子（Au、Ag）的聲子模頻率與粒子尺寸、形貌密切相關(guān)，通常出現(xiàn)在80-120?cm?1區(qū)間。傳統(tǒng)的便攜拉曼因起始波數(shù)過高而無法觀測(cè)，RG系列使現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的納米材料快速表征成為可能。

4. 與其他便攜產(chǎn)品的對(duì)比分析

上表可見：同價(jià)位競(jìng)品多無法覆蓋100?cm?1以下的低頻區(qū)域；若強(qiáng)行通過軟件外推，則會(huì)引入嚴(yán)重基線失真。Lightnovo RG系列的低頻能力是基于硬件濾波器與透射光路優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)真實(shí)可用。

5. 操作注意事項(xiàng)

測(cè)量低頻拉曼信號(hào)時(shí)，需要關(guān)注以下幾點(diǎn)以避免人為假峰：

• 激光線穩(wěn)定性：RG系列激光功率8小時(shí)內(nèi)波動(dòng)僅0.05%，保障低頻基線平直度[2?L8-L10]

• 樣品散射效率：低頻信號(hào)極弱，建議選用高功率選項(xiàng)（如Power或iXon探測(cè)器）

• 環(huán)境振動(dòng)隔離：即便低頻峰在70?cm?1以上，強(qiáng)烈建議將光譜儀置于減振平臺(tái)上

• 基線校正算法：Miraspec軟件內(nèi)置的非對(duì)稱最小二乘基線扣除可有效剝離低頻區(qū)的熒光背景

6. 與中國(guó)用戶的對(duì)接

北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司作為L(zhǎng)ightnovo在中國(guó)區(qū)的總代理，已引入全系列RGs低頻擴(kuò)展型號(hào)（包括RGs PRO 785）。國(guó)內(nèi)用戶可通過泰坤工業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行樣機(jī)演示與方案選型，尤其對(duì)于醫(yī)藥行業(yè)的多晶型篩選、新材料的聲子譜表征需求，可預(yù)約低頻模塊實(shí)測(cè)。

低頻拉曼光譜是連接分子結(jié)構(gòu)與其宏觀物理化學(xué)性質(zhì)的橋梁。Lightnovo RG系列將這一橋梁從實(shí)驗(yàn)室延伸到了現(xiàn)場(chǎng)，使便攜式研究級(jí)拉曼光譜儀第一次具備了與臺(tái)式系統(tǒng)直接對(duì)話的低波數(shù)測(cè)量能力。

對(duì)于材料科學(xué)、制藥質(zhì)控、納米技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者而言，“價(jià)格更有、性能更強(qiáng)”不再是一句口號(hào)——RGs PRO 785的25?cm?1起始波數(shù)與透射光學(xué)架構(gòu)共同構(gòu)成了一套可移動(dòng)的低頻拉曼解決方案。