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国内外便携式拉曼光谱仪产品的差异发表时间:2018-06-12 13:26 拉曼光谱与物质分子的振动转动能级有关,是分子的指纹光谱,广泛应用于各种领域。大型拉曼光谱仪体积大、价格昂贵,仅适用于高校实验室及相关科研院所。21世纪以来,由于现场检测的需要,便携式拉曼光谱仪发展迅速。 国内外的拉曼光谱仪有哪些区别呢?本文将从构造方面比较国内外便携式拉曼光谱仪产品的差异。 激光器方面 激光器是拉曼光谱仪的核心部件之一,便携式拉曼光谱仪需满足体积小、能量高、线宽小且输出稳定。国内外拉曼大部分选用的激光器在体积和能量方面基本一致,主要在线宽和输出稳定方面存在差异。 激光的线宽,波长稳定性和功率稳定性会直接影响光谱仪的分辨率,在这方面美国B&WTek的专利激光器“CleanLaze”具有较好的优势。CleanLaze®稳频专利技术(US 7245369B2, 77560200,77560201)主要通过体布拉格光栅(VBG)来对激光输出进行稳频和约束,使得多模激光器的线宽可以优于0.1nm,同时确保长时间的波长漂移稳定性和功率稳定性。例如在功率稳定性方面,必达泰克CleanLaze技术的785nm激光器,其稳定性可以做到在四周的连续出射时,激光器功率的稳定性(以SDTEV计算)约0.28%,在目前这一稳定性指标要优于国内同类设备的水平。 对于进口的便携拉曼系统来说,得益于高可靠性和稳定性激光器,拉曼系统的寿命得以大幅度提升,其激光器的寿命基本不再是整机寿命的一个瓶颈,使其作为一个长期可靠使用的工具成为可能,目前国内厦门大学大型拉曼有较深的研究,联合福建计量院及厦门市普识纳米科技有限公司起草的福建省地方标准《便携式拉曼光谱快速检测仪》对激光器的评价作为一个重点。 光谱仪方面 微型光谱仪是便携拉曼的“心脏”,光谱仪的性能直接影响拉曼的光谱分辨率,灵敏度和光谱检测范围。目前国内拉曼采用的光谱仪相较进口产品存在较大差距。例如,国内拉曼的分辨率一般在10cm-1左右,而国外拉曼的分辨率一般在5cm-1左右,其中美国B&WTek多种型号的光谱仪能达到3.5cm-1(ASTM标准方法测量)。另外,国外光谱仪在CCD封装,噪声控制等方面表现更佳。目前,在便携拉曼系统上,做到-20℃以下制冷的量产产品大部分都还是进口设备,例如EnWave,B&WTek,OceanOptics等,因为成本原因国产目前有制冷较少,仅有谱识科仪、奥普天成等采纳。 另外,在光谱检测器的光路上,国内厂商主要还是采用交叉式CT(Crossed Czerny-Turner )光路。这种光路制造成本,器件等都较为便宜,但是存在相差较大,空间分辨率低等缺点。厦门大学、谱识科仪、BWTEK、赛默飞在这方面做了一些光路上的改进工作,通过近轴透射光路,保证了在很宽的光谱范围内,各波长下都有较高的光谱分辨率。 在CCD致冷技术和对弱拉曼信号的探测上,由于国内的技术起步较晚,CCD的致冷技术与国外还存在着差异,在拉曼的性能上主要体现为信噪比的差异,通俗的说,同等条件下致冷较好的光谱仪的拉曼谱图的“毛刺”较少。另外,CCD质量的好坏还会体现在光电转换效率的不同,高质量的光电转换效率高,对弱拉曼信号的采集占据优势。 系统集成方面 单一部件的好坏不能完全决定拉曼整机性能,系统的集成方面也发挥着重要作用,国产拉曼由于起步晚,研发主要集中在科研机构及高校,在系统的集成方面可能会存在差距,主要体现为,国产拉曼与进口拉曼采用相似的配置,可能得到的拉曼的综合性能差距明显,这需要长期的经验摸索和积累。 表面增强方面 表面增强拉曼光谱技术将目标分析物质吸附在采用银、铜或金等材料制成的表面增强拉曼活性平面上,激发特定波长的光源引起表面吸收谱带或表面基质共振,使目标分析物质在作用区域内的拉曼光谱信号增强 104 ~ 106 倍。作为检测分析物质分子结构信息的直接手段,通过选择特征指纹谱图,该技术可有效降低检测误报率。表面增强拉曼光谱仪可在水或空气中正常工作,传感器可持续承受宽温度范围的背景。而且表面增强拉曼光谱技术不需要样品预处理,通过谱库检索可在 30 秒内快速响应。 在此技术领域中,国内的做的相对比国外领先很多,目前大部分国外厂家在表面增强使用都是采用国内厦大校办企业厦门市普识纳米科技有限公司的技术,该公司是厦门大学田中群院士牵头组织实施的国家重大科学仪器设备开发专项—“等离激元增强拉曼光谱仪器研发与应用”**产业单位。 价格方面 目前,市面上的国产拉曼明显比进口拉曼便宜很多,市场占有率也在逐步扩大。 小结 国产拉曼相对于进口拉曼的差距主要体现在光谱分辨率、灵敏度、信噪比、长期稳定性上,对于部分简单应用是足够的,但对于要求更高的应用,比如复杂体系中目标物的检测存在巨大挑战。 国产拉曼已实现从无到有的过程,下面的阶段就是在性能上达到世界**水平。由福建计量院、厦门大学、厦门市普识纳米科技有限公司起草地方标准《便携式拉曼光谱快速检测仪》和《拉曼光谱仪》国家标准,将于2018年完成编订,该标准编订的完成将为拉曼光谱仪的生产、使用和检验提供技术依据,推动拉曼光谱技术的发展,也规范拉曼市场应用,也为国产拉曼起到规范进步的指导。 4008-508-928 QQ咨询 紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。 前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电... 锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材... 在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方... 研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度..... 自1928年Raman现拉曼效应以来,拉曼光谱就成为检测分析物质结构的重要手段。拉曼光谱技术是一种检测分子振动以表征样品潜在化学结构的光谱技术。拉曼光谱技术广泛应用于检测固体和液体材料的化学成分,它可利用物质的光谱“指纹”信息,区分各种物质... 石墨烯被誉为“黑金”,轻得像空气,却又硬得像钢铁...... 拉曼光谱在石墨烯的层数表征方面具有独特的优势...... 【实测】奥谱天成手持拉曼ATR6600和显微拉曼光谱仪ATR8300-532/633 超微量分光光度计本身就是一类很重要的分析仪器,无论是物理学、化学、生物学、医学、材料学、环境学等科学研究领域,还是在化工、医药、环境检测、冶金等现代生产与管理部门都有很重要的应用。超微量分光光度计奥谱天成的全波长(190~1000 nm)超... 3#样品,无颜色区域,强度相对于有颜色即有膜... ... 4#样品,红色区域强度比淡黄色区域强度... ... 5#样品... ... 激光拉曼光谱是一种振动光谱技术,通过分子振动引发的拉曼效应,可以对钻探设备的油气特征进行很好地识别,以分辨故障... 寻求一门新的高科技 手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中,已成为林业管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题 利用高光谱特性可以识别不同染病期的松木监测。并且与无人机进行结合,可以实现高效大面积森林的高效监测... 借助无人机高光谱手段,不仅可以对城市绿地进行提取,而且可以进一步分析植被的健康程度、病虫害以及含水量或易燃风险等等... 利用无人机在高空巡航和遥控地面端人工识别的的手段,可实现大面积水体的蓝藻遥感探测,为水质分析和水体环境保护提供技术支撑... 紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR),其扫描波段覆盖紫外光、可见光、近红外光区域,利用物质分子对紫外光、可见光、近红外光的吸收特性来进行定量、定性分析,在科研实验室以及工业领域是常见仪器之一。
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