拉曼光纤光谱仪

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息技术研究中心冯衍研究员领衔的课题组，在高功率拉曼光纤激光器研究中取得新进展。提出了一种镱-拉曼集成的光纤放大器结构，有效地解决了拉曼光纤激光器功率提升的主要技术瓶颈问题，在1120nm波长，首次获得580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。　　近年来，高功率光纤激光器发展迅速。1&mu m波段的掺镱光纤激光器，近衍射极限输出功率可达20kW，多横模输出功率可达100kW。尽管如此，稀土掺杂光纤激光器的输出波长，因稀土离子能级跃迁的限制，仅能覆盖有限的光谱范围，限制了其应用领域。基于光纤中受激拉曼散射效应的拉曼光纤激光器是拓展光纤激光器波长范围的有效手段。　　该项研究中，在一般的高功率掺镱光纤放大器中注入两个或多个波长的种子激光，波长间隔对应光纤的拉曼频移量。处于镱离子增益带宽中心的种子激光率先获得放大后，在后续光纤中作为泵浦激光对拉曼斯托克斯激光进行逐级放大。初步的演示实验获得了300 W的1120nm拉曼光纤激光输出 接着采用较大包层(400&mu m)的光纤，获得了580W的单横模线偏振拉曼光纤激光和1.3kW的近单模拉曼光纤激光输出。结果发表于《光学快报》(Optics Letters)和《光学快讯》(Optics Express) [Opt. Lett. 39, 1933-1936 (2014) Opt. Express 22, 18483 (2014)]。鉴于目前高功率掺镱光纤激光器均采用主振放大结构，新提出的光纤放大器结构可用于进一步提升拉曼光纤激光的输出功率。初步的数值计算也表明，该技术方法有望在1～2&mu m范围内任意波长获得千瓦级激光输出。　　该项研究得到了中国科学院百人计划、国家&ldquo 863&rdquo 计划、国家自然科学基金等项目的支持。　　 千瓦级掺镱-拉曼集成的光纤放大器结构示意图　　输出功率随976 nm二极管泵浦功率的变化曲线，其中的插图为最高输出时的光谱。

2018年4月10日，在德国工业城市——慕尼黑，德国分析仪器展（Analytica2018 德国慕尼黑国际分析、生化技术、诊断和实验室技术博览会）在慕尼黑国际展览中心隆重开幕。作为一个有着50年历史的展会，Analytica 2018是世界领先分析、实验室技术和生化技术领域的国际盛会，汇聚了来自45个国家，共1200余家展商，展会现场人头攒动、盛况空前。作为拉曼光谱和光纤光谱仪行业的知名品牌，奥谱天成（Optosky Photonics Inc）在Analytica 2018展会上，展出了最新发布的ATR8300型扫描成像显微拉曼光谱仪、ATR6200型高灵敏度手持式拉曼光谱仪、ATR3100型高灵敏度便携式拉曼光谱仪及全系列光纤光谱仪（超微型、高灵敏度、高分辨率、高性价比等）。在前两天的展示中，奥谱天成吸引了国外客商的极大关注，先后接待了来自德国、美国、英国、土耳其、匈牙利、奥地利、巴西等30多个国家，总计近150人次的客户。客户无不赞叹奥谱天成优异的产品性能和精致的生产工艺，纷纷表示奥谱天成的产品不亚于欧美著名品牌的产品。 图 1 奥谱天成展位盛况 图 2 奥谱天成展位盛况2 此次展出的拉曼光谱仪和光纤光谱仪系列产品受到众多新老客户的青睐。许多客商在现场进行了详细咨询，希望未来能进行深入合作，并达成合作意向。奥谱天成本次参展结交到许多新朋友，通过与同行之间的深入交流，对光谱分析行业的最新行情有了进一步了解，拓展了国际视野，相信对今后的发展也将带来新的契机！ Analytica展会简介第26届德国慕尼黑分析、生化、实验室技术展analytica 将于2018年4月10日-13日在德国慕尼黑举办，是世界领先分析、实验室技术和生化技术领域的国际盛会，每届都吸引了来自全球主要工业国家的分析、诊断、实验室技术和生化技术领域的厂商。展会由德国慕尼黑国际博览集团（MMI）主办，其系列展涵盖了慕尼黑上海分析生化展（Analytica China）、印度国际分析生化展（analytica Anacon India）等，是全世界最大最专业的分析生化技术展览会,在全球生化界享有盛誉。展会应用领域定位为食品安全、环境分析、生物技术、公共卫生、教育科研等行业。展会的专业观众分别来自于生物医药、化学与化工、教学科研、食品、医疗与临床化、电子、半导体、环境资源、检验检疫、实验室建设与安全、在线分析技术与仪器、机械制造、能源石化、试剂与配件、疾病控制、钢铁、冶金、其他等行业。参加本次展会的优势产品图1 atr8300型全自动拉曼成像光谱仪图2 atr6200型高灵敏度手持式拉曼光谱仪 参展的微型（手持式）微型拉曼光谱仪（ATR6100, ATR6200）图3 atr3100型高灵敏度便携式拉曼光谱仪图4 atr2000型便携式拉曼光谱仪图5 atp2000型高性价比光纤光谱仪图6 atp1000型超微型光纤光谱仪图7 atp5001型高灵敏度光纤光谱仪图8 atp5020型高灵敏度、高分辨率光纤光谱仪

由于目前市面上现有的光纤拉曼探头只能简单的控制激光光路的开关，而无法控制采样检测，因此在实际的野外和现场检测采用手持采样时，往往需要一边将探头对准样品，一边在电脑上操作软件进行检测。为了克服这个缺点，必达泰克公司推出了一种新的拉曼光纤探头，在该探头上增加了一个电子触发开关，可以与本公司的全系列便携式拉曼光谱仪共同使用，直接利用该电子触发开关控制采样检测，从而使得手持采样更为方便稳定，大大提高了光纤拉曼探头在野外和现场检测的便利性和实用性，非常适用于考古，地质勘探，危险物检测或其他的野外和现场检测应用。　　该探头需要在拉曼光谱仪上有一个控制接口，因此无法应用于本公司早前销售出的便携式拉曼光谱仪上，如要使用该探头需要对早期的拉曼光谱仪进行升级。如客户需要进行升级，请与必达泰克光电科技(上海)有限公司联系，电话: 021-64515208，Email: info@bwtek.cn

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[导读]除了专注于现有的产品及相关市场外，奥谱天成也在积极开发新的技术，其中第四代手持式拉曼光谱产品就是公司向新技术领域迈的关键一步，各种专用型手持式拉曼光谱仪会随着市场的需求相继研发发布。作为分子光谱领域最为活跃的仪器类别之一，拉曼光谱仪已经成为科学仪器行业的关注焦点之一，市场争夺也日益激烈，特别是在便携/手持拉曼仪器表现得尤其明显，不仅有“遍地开花”的新公司新产品，还有“花样翻新”的各种应用，同时其应用领域以及应用单位的类型也在不断的拓展。 鉴于便携/手持拉曼光谱仪器如此蓬勃的发展态势，一些仪器公司也开始转变战略，进行行业专用型仪器的开发。奥谱天成也在行业的大波浪下，翻滚前行着，找着最适合自己的路，研发最适合市场的产品。 为了响应市场的号召，奥谱天成推出第四代手持拉曼光谱仪ATR6500。ATR6500是奥谱天成最新发布的手持式拉曼光谱仪。与智能手机大小相差无几的ATR6500重量仅450g，实现了真正意义上的单手操作，数秒内即可获得高准确度的分析结果。是目前市面上为数不多的测量速度最快、设计最小巧的拉曼光谱仪。 媒体：ATR6500的市场定位？奥谱天成：ATR6500主要面向企业客户，例如安保、液体、食品安全、珠宝、塑料米、药品检测等。操作的方式相比以往的产品和行业内的其他产品将更加简便和易上手性。让一些非专业的人员都能通俗易懂。媒体：ATR6500跟市面上现有产品相比，有什么优势？专利技术？奥谱天成: ATR6500是首款无光纤的光谱仪，探头直接与仪器进行连接，拉曼信号不会被光纤所损耗，同样的测试条件下，信号会更强，也就是说，检测的时间将被大幅度缩短。此外，这次的机身重量仅450g，跟手持一部手机的重量相近，更容易携带和适应野外环境。可以携带前往更加偏僻，更加狭小的环境进行检测。媒体: 从整个行业来分析ATR6500都有应用突破?奥谱天成:最主要的还是前面提到的无光纤衔接。提升了拉曼信号，也使得可以检测一些拉曼信号更弱的物质。同时对于一些比较容易灼烧的物质，由于大幅度缩短的检测时间，也使得这些物质检测变得可能。媒体: ATR6500适用于哪些领域?奥谱天成:公安、海关、食品安全、制药、珠宝、塑料、保健品，化妆品领域都能应用。

从1992年Mike Morris发明世界上第一个微型光纤光谱仪至今已经24年了，各个行业已经开发了数以千计的应用。广阔的市场前景吸引了越来越多的公司，包括仪器仪表行业的大公司都开始参与到这个领域的竞争。　　微型光纤光谱仪可以应用于哪些领域?　　第一， 光谱仪可以分析各种光源发出的光，这些光源包括太阳，LED, 激光，平板显示器件，等离子体，气体放电，火焰燃烧，受激发光，化学发光等等基于各种原理的发光体。　　第二， 光谱仪可以分析光与各种物质相互作用后的光，相互作用后的光一般都含有与物质微观结构有关的丰富信息。在这里光可以看成是探索物质微观结构的“探针”，因此，微型光谱仪通常被列为光学传感类(optical sensing)。　　第三， 由于微型光谱仪的体积小，所以适合于便携，手持，现场，在线，原位，活体，非破坏性应用场合。由于光纤的使用，所以适合在有害环境下(包括化学，生物，放射性)进行远程测量。由于微型光谱仪内无移动部件，可靠性高，因此，适合于工作在环境恶劣的工业现场。由于采用探测器陈列，可一次获得全光谱，测试速度快，因此适合需要高速测量的应用，例如工业在线检测，化学反应动力学监测。　　由于微型光谱仪应用领域非常广，在如此短的篇幅内无法详细列举所有的应用。以下，我们就当今社会最关注的领域中比较成功的应用案列进行分析：　　环保行业：　　-燃煤电厂烟气排放监测系统用于监测电厂在脱硫和脱硝之后对于大气的排放废气中SO2，NOx的含量。　　这基于气体紫外吸光度测量的原理，看似简单，但是在解决实际问题时，必须要克服一些具体困难。由于实际应用中的待测气体样品中有颗粒物存在，如何将颗粒物对光的散射引起光的能量损耗扣除掉,以获得准确的浓度值?1970年代德国科学家Ulrich Platt在研究大气紫外吸收时，发现颗粒物散射谱随波长变化慢，气体分子紫外吸收谱随波长变化陡峭，因此对光谱进行微分，再进行数字滤波，将低频分量滤去，就可以将散射的影响扣除，这就是著名的DOAS技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy)。由此可见，应用研究的重要性。　　-对于地表水的有机物综合指标的监测　　有机物综合指标是指化学需氧量(COD)，生化需氧量(BOD)，总有机碳(TOC)，高锰酸盐指数(CODMn)，总磷(TP)，总氮(TN)，多环芳烃(PAHs)。分析地表水的有机物综合指标的困难在于，第一，这不是由单一化学组分决定的，而是由水中大量化学组分的综合效果 第二，水体中除了有机物之外，还有许多其它的干扰因素，譬如泥沙，会影响测量结果的准确度。　　不少地方仍然采用化学滴定方法检测，这种方法虽然准确度高，由于需要采用化学试剂会对水体造成二次污染，而且设备复杂，测试所需时间长，运行费用高。　　采用紫外吸收光谱技术，通过对大量水样建模和多变量化学计量学分析，可以获得有机物综合指标。但是实际的水样中总会含有泥沙，泥沙含量较高时，这些无机物也会使透光量减少，探测器无法区分透射光强度减少，究竟是被有机物吸收了，还是泥沙的散射引起透光量的减少，从而带来误差。而且，在有机物含量较少时，测量误差较大。浙江大学的吴铁军教授发现如果加用荧光光谱测试，由于无机物是不会产生荧光的，因此，融合荧光光谱和紫外吸收光谱的数据，就可以扣除无机物的影响。这种创新的方法可以用一台仪器同时测量出上述七个水的有机物污染的综合指标。　　这个案例告诉我们，在分析复杂体系时，基于多变量化学计量学的算法和建模是极端重要的。　　食品安全　　-水，土壤和鱼的汞超标　　由于环境污染体现在地表水和土壤的汞超标，汞又特别容易在生物组织中积累，譬如鱼类。摄入过量的汞会影响人的神经系统，儿童的发育生长。全球140个国家都对食品中汞的含量有规定。现有的分析方法非常耗时并只能在实验室使用。　　美国Jackson州立大学发明了一种基于纳米材料表面能量转移技术NSET(Nanomaterial Surface Energy Transfer)的检测微量汞的便携式仪器。NSET技术原理如下，当罗丹明B(RhB)分子吸附在胶体金纳米颗粒时，胶体金纳米颗粒会使RhB荧光焠灭，当有Hg2+离子存在时，RhB会从纳米金颗粒表面释放,与汞离子结合，并在532nm激光激发下开始发荧光，荧光的强度与Hg2+离子浓度成正比。(见图2)这种方法检测灵敏度很高，汞的检测线0.8ppb,美国环境署水中汞含量的标准为2ppb.并能检测鱼组织中的汞，达到美国环保署0.55ppm的要求。图1 吸附在纳米金颗粒表面的罗丹明RhB，它的荧光强度与待测样品中汞的浓度成正比　　这个案例中检测汞的原理就不那么直截了当，待测物汞本身并不能受激发荧光，而当汞离子与罗丹明RhB结合时，RhB充当标记物(marker)的角色，另一方面，利用了纳米金颗粒能使RhB荧光焠灭的特性。　　-检测奶粉中的微量三聚氰胺　　采用表面增强拉曼光谱技术SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy),在785nm激光的激发下，待测的三聚氰胺的分子在基于纳米金颗粒的SERS芯片上，在激光强电磁场的作用下，与纳米颗粒表面的等离子激元发生谐振，拉曼光谱的强度被大大增强。(见图2)采用便携式拉曼光谱仪和SERS芯片三聚氰胺的检测限可达到12ppm。图2在打印的SERS芯片表面增强拉曼光谱与三聚氰胺浓度的线性关系　　拉曼光谱技术，由于拉曼信号特别微弱，所以只适合应用于分析浓度较高的物质主成分。由于纳米材料科学，表面物理科学，激光技术的发展，才使SERS技术逐步进入应用阶段，用于分析痕量物质。不断提高测量的重复性，稳定性，降低SERS芯片的价格，使更多的应用领域用得起SERS技术。　　-鉴别假冒的初榨橄榄油　　常用的方法是观察油的颜色，但是在不同光线下显示的颜色是不同的，而且造假者会用叶绿素或b胡萝卜素去调节油的颜色去靠近真品的颜色。用低档橄榄油或者葵瓜子油，菜油稀释初榨橄榄油都可以用便携仪器进行吸光度测量方法鉴别。　　正是由于光纤光谱仪的便携性和快速，使其得以应用在仓库，海关现场快速验货。图3 不同比例的低档橄榄油稀释初榨橄榄油对于吸光度的影响　　-对食品内黄曲霉素的快速检测　　发霉和变质的粮食，花生，坚果含有致癌的黄曲霉素。现用的主流技术有液相色谱仪HPLC，　　液相-质谱联用仪LC-MS。这些技术只能在实验室用，并且设备昂贵，分析时间长，还要用大量化学溶剂，污染环境，操作和维护保养麻烦，需专业人员操作。也有用酶联免疫分析技术(ELISA)，这种方法测量精度不如HPLC，并经常会报告假阳性。　　因此，急需一种可以在现场快速筛检的设备。英国的Ray Coker博士发明了一种基于紫外荧光光谱的技术，先将样品进行预处理，使待测毒素分离，富集，然后用紫外荧光光谱分析，在365nm LED光源激发下，测量其荧光，并采用专利的算法，一次同时测得4种黄曲霉素(B1,B2,G1,G2,M1)和赭曲霉素A，其检测限1ppb,即零点几ppb，满足最严格的欧盟标准,可与HPLC比拟。这种方法其实还可以成为快速检测的平台，包括病原体检测，贝类毒素检测，兽药残留检测，动物饲料中真菌毒素检测，假药甄别检测，农药残留检测，MRSA(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌检测。　　该案例的技术难点在于样品预处理，如何从成分复杂的待测食品样品中将微量待测物萃取，分离，富集，第二，如何挑选出具有高度特异性的抗体，使自身不会发荧光的毒素与标记物(marker)可以用荧光技术来检测 第三，如何从光谱数据提取出有用信息的算法。　　-食源性致病菌的快速检测　　检测食品中的致病微生物，现行的方法，譬如检测细菌的金标准方法“平板计数法”(Culture Plating)，虽然准确，但是分析所需时间太长，需要2-3天。其它的方法，例如酶联免疫吸附测定法ELISA,虽然速度快了，但是灵敏度不高。聚合酶链式反应法PCR方法，虽然速度快了，灵敏度也高一些，但需要复杂的核酸提取过程。总之，需要一种快速，灵敏，准确，特异性强的检测方法。　　食品是一个成分复杂的物质，我们需要分析其中微量的细菌，首先要解决的问题是如何从复杂的背景中提取并富集这些待测的细菌 第二，按照国家标准，允许存在的细菌浓度必须很低，因此要求检测方法的灵敏度很高 第三，实际上，食物中很可能同时存在多种细菌，因此检测方法一定能够同时，分别检测出多种目标物。　　美国阿肯色大学生物与农业工程系Yanbin Li教授团队近年来利用免疫纳米磁珠与免疫量子点对食源性致病菌进行快速检测。同时检测李斯特菌，沙门氏菌，大肠杆菌，检测下限可达到101 CFU/ml。(见图4) 图4(a)纯细菌样本的荧光光谱 (b)含致病菌的牛肉样本的荧光光谱　　其基本原理是利用免疫检测方法，即先用第一抗体去修饰纳米磁珠，形成细菌-免疫磁珠复合体，在与样品均匀混合时，抗体就会与样品中的目标细菌进行免疫反应，在强磁场作用下，这些被免疫磁珠抓住的细菌就会被吸附到磁极，从而实现了细菌从复杂的背景物中分离。但是抓住细菌的磁珠不会受激发射荧光。我们知道量子点是可以受激发光的，如果用被第二抗体修饰的量子点作细菌的标记物，就可以通过测量量子点发出的荧光强度来间接测量细菌的浓度。利用抗体的特异性，即不同的抗体专门去抓不同的细菌。再利用量子点发光的波长取决于量子点的大小的特点。就可以通过对于荧光光谱相应的波峰强度测量，同时测量不同细菌的浓度。　　生命科学和医疗诊断　　-核酸，蛋白质分析　　对核酸和蛋白质进行定量分析是现代生命科学实验中最基本的工具。　　紫外吸光度方法是测量核酸浓度最常用的方法之一。核酸包括：DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。它的基本组成是核苷酸。核苷酸又是以含氮的碱基，戊糖和磷酸组成。五种碱基包括嘌呤和嘧啶。碱基上苯环的共轭双键在紫外波段有强吸收，最强的吸收峰在260nm。核酸浓度与波长260nm的吸光度成线性关系，这就是用紫外吸光度方法测量核酸浓度的基本原理。核酸样品中如果含有蛋白质，蛋白质的紫外吸收峰在波长280nm，但是蛋白质在280nm的吸光度只有核酸在260nm的吸光度的1/10，利用样品在这两个波长的吸光度比值，可以得到核酸的纯度。　　核酸，蛋白质这类生物样品的量常常很小，甚至在mL量级，微量样品的采样在技术上是一个难点。美国热电公司的NanoDrop2000型紫外/可见分光光度计巧妙地利用表面张力的原理，将待测样品液滴置于连接光源的光纤端头和连接微型光谱仪的光纤端头之间，形成待测样品液柱。利用这种采样技术，可以不用稀释样品就可以测量高浓度的DNA样品，对于双链DNA样品，可测的浓度可高达15000ng/ml。　　该仪器还可以利用蛋白质在280nm的吸收来测量蛋白质的浓度。这是由于蛋白质分子结构中含有芳香族氨基酸，而芳香族氨基酸(主要是酪氨酸和色氨酸)的紫外吸收的峰值位于280nm。　　蛋白质实际测量中遇到的问题是待测样品中常常含有其它化学试剂的残余，而这些杂质对紫外吸光度测量有干扰，影响测量的准确性。因此就在对蛋白质的各种性质研究的基础上，发展了各种其它的测量方法，以摆脱杂质对测量的干扰。例如蛋白质和染料的结合，蛋白质和铜离子的络合反应?　　同样这一台工作在紫外/可见波段的分光光度计NanoDrop，基于不同的原理，还可以在不同的波长用于蛋白质定量分析。譬如，Bradford法测蛋白质，这是基于让染料分子(考马斯亮蓝G250)与蛋白质结合成复合体,该复合体在595nm有最大吸收峰，这种方法的好处是待测蛋白质样品中可能含有的K+,Na+,Mg2+,(NH4)2SO4,乙醇等杂质不会干扰蛋白质测定。BCA法则是利用蛋白质的化学性质，即在碱性条件下蛋白质可以与Cu2+发生络合反应，并将Cu2+还原为Cu+，而BCA (bicinchoninic acid)则会与Cu+反应形成稳定的复合物，它的吸收峰在562nm。这就是BCA法测量蛋白质的原理。　　-紫外荧光光谱是研究蛋白质组分，构象的强大工具。　　实验发现大部分蛋白质中有三种氨基酸残基具有内源性荧光的特性，它们分别是：色氨酸tryptophan (Trp), 酪氨酸tyrosine (Tyr) and 苯丙氨酸phenylalanine (Phe)。但是，实验中常用的是Trp和Tyr的内源性荧光，主要是因为这两种氨基酸的残基的荧光的量子效率比较高，所发出的荧光信号较强。Phe受激荧光的量子效率较低，激发波长在257nm。如果采用波长为280nm的激发光，由于Trp和Tyr的激发波长比较接近(分别为280nm，274nm),因此Trp和Tyr会同时有荧光信号。如果想选择性地只激发Trp，则可以采用295nm激发光源。　　实验进一步发现，氨基酸残基的內源荧光的强度，峰位对于氨基酸的组分和构象状态十分敏感。这是因为在蛋白质分子处于自然折叠状态时，Trp和Tyr被包裹在蛋白质的中心位置。而当采用升高温度，采用尿素，盐酸胍，或者调解pH值等方法，使得蛋白质展开(图6A)。原先在折叠状态下埋在里面的疏水核心就暴露在溶剂中。Trp和Tyr就暴露在周围的环境中，它的荧光发光特性发生变化(图5B)　　图5 用Trp的荧光来监测蛋白质的构象状态。图6A中Trp是用红点和红色字母w表示，在蛋白质处于自然折叠的状态下Trp被埋藏在疏水的环境中，展开后则暴露在溶剂的环境中。图5B，在自然折叠状态下Trp处于疏水状态下，荧光强 反之，在展开状态下，Trp暴露在溶剂中，荧光强度下降。　　实验还发现Trp残基的荧光峰值的波长与周围的溶剂有关，发生Stoke位移。　　研究蛋白质的分子折叠和展开有什么应用价值?有些疾病与人体内蛋白质分子的构象状态有关. 譬如, 有些退行性神经病变，就与蛋白质分子的展开有关，因此蛋白质的荧光光谱有时可用于退行性神经病变的诊断。　　-医学诊断　　一般而论, 采用光纤光谱仪作为医学诊断的手段有两个优点. 一个优点是非侵入性, 第二个优点是体积小, 仪器方便携带, 因此, 可以部署在病床边上, 县以下的基层诊所, 战地，出诊.　　以下举一些例子.　　基于吸光度和荧光技术的血样，尿样在生化分析仪器在医院的分析实验室几乎处处可见，现在可以做得更小，更便宜.　　对于皮肤癌，乳腺癌可以对人体组织活体(in vivo)用拉曼光谱或反射光谱技术进行诊断.　　黄疸病对于新生儿是常见的，而且无害，但是，对于早产婴儿则有造成大脑损伤的危险。因此，需要密切监测血液中胆红素的浓度。现行的方法是针刺婴儿的脚跟取血样，然后送实验室进行生化分析，大约需要一个小时，每日三次。如果对新生儿脚底皮肤用光学方法，通过反射谱测量，立即可以分析得到血液中胆红素的浓度，可以比现行的方法更快地诊断黄疸病，并使婴儿免受脚跟针刺之苦，这就是非侵入性带来的好处。　　脉搏血氧仪是用红光和近红外透射测量技术连续监测血氧饱和度。慢性阻塞性肺病，哮喘等呼吸性疾病，病人的血氧饱和度是表征病的严重程度的非常重要的指标。　　在线检测：　　-为了得到辛烷值(RON)合乎标准的92号，95号汽油，石油炼化厂需要将重整催化工艺所得到的高辛烷值油与低辛烷值的催化裂化汽油按适当比例进行调和，以最终获得辛烷值符合国家标准，而且产率足够高的汽油。生产工艺需要在线测量汽油的辛烷值，并根据测量值去控制重整反应器的温度。　　浙江大学戴连奎教授采用在线拉曼光谱系统测量重整汽油的辛烷值。其辛烷值主要取决于待测油品中直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃含量。拉曼光谱可以很好地显示直链烷烃、侧链烷烃、环烷烃与芳烃等物质的特征峰，因此可以很好的计算各种芳烃和其它烷烃等物质的含量。由于不同的烃类物质对辛烷值的影响不同，需要综合考虑每类物质对辛烷值的影响。通过含量高低建立相应的预测模型可以很好地测量汽油样品的辛烷值。相比于红外光谱，拉曼光谱特征峰明显，建立模型所需的样品数量也大为减少。相比色谱，拉曼光谱测量速度较快，使用和维护成本较低。图6 重整汽油的拉曼光谱(经过数据的预处理)　　在此应用案例中，待测的汽油辛烷值并不是由单一物质的分子的光谱所决定的，而是由多种烃类的分子的综合作用所决定。因此，有了光谱之后，如何得到辛烷值，建模就是关键。

光纤光谱仪XS11639-200-400-25 1. 产品简介XS11639-200-400是一款光谱范围为200-400nm的光纤光谱仪，采用滨松的高灵敏线阵CMOS传感器，16-bit A/D采样和75%的量子效率为光谱仪提供高信噪比和大的动态范围。同时，高度集成的电路和紧凑的结构设计保证了光谱仪良好的通信速度和波长稳定性，并能在0~40℃温度区间内保持可靠稳定的光谱测量。小巧的体积与优越的性能使得XS11639系列不仅能应用于吸光度、反射率、荧光光谱、拉曼光谱等光谱学研究，也可轻松集成在烟气监测、水质检测元素分析等产业化设备中。2. 产品外观及结构 3. 产品特点l检测范围广：200~400nm；l高分辨率：分辨率0.5nm@25μm slit；l体积小，适用OEM需求；l信号灵敏度高；l批次间一致性好。4. 产品参数产品参数XS11639-200-400-25探测器Hamamatsu S11639光谱范围200-400nm 像素2048狭缝宽度25μm光谱分辨率0.5nm信噪比300：1波长准确性0.2nm温度稳定性0.01nm/℃A/D 采样16bit暗噪声30RMS@100ms动态范围2000:1@100ms积分时间1ms-65sUSB控制接口USB micro-B尺寸75×63.5×31.5mm重量185g5. 应用领域l紫外吸收 l地物光谱l水质分析l荧光测量lHPLC6. 光谱仪波长准确性、线宽1 2 3 4 5 6 6.1 测试条件：l光源：HG-1-OH（汞氩气体放电灯）l光纤：200μm6.2 测试数据标准波长nm 实测波长 波长准确性 线宽nm253.652253.520.1320.51296.728296.580.1480.44302.15302.16-0.010.49313.155313.060.0950.42334.148334.130.0180.37365.015365.03-0.0150.41404.656404.650.0060.41407.783407.79-0.0070.42创新点：采用滨松的高灵敏线阵CMOS传感器，16-bit A/D采样和75%的量子效率为光谱仪提供高信噪比和大的动态范围。同时，高度集成的电路和紧凑的结构设计保证了光谱仪良好的通信速度和波长稳定性，并能在0~40℃温度区间内保持可靠稳定的光谱测量。小巧的体积与优越的性能使得XS11639系列不仅能应用于吸光度、反射率、荧光光谱、拉曼光谱等光谱学研究，也可轻松集成在烟气监测、水质检测元素分析等产业化设备中。光纤光谱仪 XS11639-200-400-25

在目前的电池研究工作中迫切需要改进的分析工具来识别锂离子电池的退化和失效机制。然而，了解并最终避免这些有害机制需要持续跟踪不同电池组件中的复杂电化学过程。为了达到这样的目的，剑桥大学Tijmen G. Euser教授团队报导了一种原位光谱方法，该方法能够在具有石墨阳极和LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2阴极的锂离子电池的电化学循环过程中监测碳酸盐基液体电解质的化学性质。通过在实验室级别的软包电池内嵌入空心光纤探针，我们通过无背景拉曼光谱证明了液体电解质物质的演化。光谱测量的分析揭示了碳酸盐溶剂和电解质添加剂的比例随电池电压的变化，并在跟踪锂离子溶剂化动力学方面表现出极大的潜力。原位电解质监测可以促进研究复杂的化学途径和实际电池中化学物质之间的串扰现象。一个关键的例子是在没有初始碳酸亚乙烯酯（VC）的样品中出现了亚乙烯基拉曼谱带，这表明虽然亚乙烯基物质在阳极被消耗，但它们也在循环过程中通过碳酸亚乙酯（EC）氧化产生。本工作所提出的操作方法有助于更好地理解当前锂离子电池的局限性，并为研究不同电化学储能系统中的降解机制拓展了前景。原位拉曼如何表征电解质演化过程测试装置：图1. 具有空心光纤耦合拉曼分析设备的锂离子软包电池在拉曼装置中（图 1a），10-15 厘米长的空芯光纤的近端被封装在一个定制的微流体单元中，允许光线和流体进入光纤（图 1b, c）。纤维的远端安装并密封在软包电池的电极之间。使用两层单层PE聚合物隔膜（MTI）来避免纤维和电极之间的直接接触（图1d）。简化的空芯光纤（图 1c）经过优化，可在充满电解质时引导拉曼泵浦光和信号波长范围内的光。光纤的 36 µm 宽纤芯区域既可用作波导通道，又可用作微流体通道，其内部体积低至 30 nL/cm。自动注射泵用于根据需要从软包电池中取样和注入电解液。使用底部填充的 10x 0.3 NA 显微镜物镜将拉曼泵浦激光（785 nm 连续波，图 1a）发射到填充电解质的光纤芯中。拉曼信号沿光纤的长度产生，一部分以反向传播的光纤模式被捕获，并被引导回邻近的光纤端面。产生的拉曼光的 CCD 图像（图 1c 中的右侧图像）显示大部分拉曼光是在中空光纤芯内产生和引导的。每次光学测量后，电解质样品被注入回软包电池中。由于需要避免任何电池扰动，需要 22 分钟的单次采样间隔（在 C/10 C 速率下大约是完全放电时间的 4%）。定期重复采样以达到在较长时间内监测电解质的目的（典型的充电-放电形成周期需要超过 10 小时）。测试结果分析：图2. 空心光纤中的在线拉曼测量。(a) 从光纤端面发出的拉曼光（左，图像比例尺为 50 µm）和光谱色散图像（右） (b) 在连续样品渗透期间跟踪的拉曼光谱。红色虚线表示泵何时开启；t1-a表示样品流体到达纤芯的时间。 白色虚线表示泵何时关闭，然后是样品注射器的开关。水平实线表示获取 c 中所示光谱的时间 (c) 得到不同溶剂混合物的光谱。与电池化学相关的突出显示的拉曼谱带是 893 cm-1处的碳酸亚乙酯呼吸模式（深红色虚线）、740 cm-1处的 PF6 阴离子模式（绿色虚线）和以 1628 cm-1为中心的碳酸亚乙烯酯 -HC = CH- 谱带（不存在于这些溶液和光谱中）。阴影区域表示与锂溶剂化机制相关的 1700-1850 cm-1处的 EC 和 EMC 带, 插图 i 展示了由 IPA 的拉曼强度（819 cm-1）监测的样品交换时间和 EMC 骨架（~900 cm-1）模式（c中的箭头）。插图 ii 显示了 1700-1850 cm-1处的 EC 和 EMC 波段。纤维芯内的动态交换和拉曼光谱首先在没有软包电池的情况下针对一系列电解质成分和典型溶剂进行了非原位测试（图 2）。光谱仪 CCD 记录近端面图像和光谱分散的光纤图像（图 2a）。在整个实验过程中，以每个光谱 20 秒的积分时间连续记录光谱。为了能够同时监测多个拉曼波段，我们在光谱范围、分辨率和信号强度之间进行了最佳权衡（图 2b）。最初，纤维填充有异丙醇 (IPA)，其拉曼光谱如图 2b-c 所示。更换注射器以交换样品，泵流速设置为 5 µL/min (0.083 µL/s) 以渗入纤维芯。一旦拉曼信号稳定，注射泵就会关闭。 样品交换后系统的流体稳定时间目前约为 400 秒（对应于约 33 µL 的流量，图 2c）。此处依次渗透到纤维中的样品是 IPA、碳酸甲乙酯 (EMC)、碳酸亚乙酯 (EC) 和 EMC 的 3:7 混合物，以及商用电池级液体电解质溶液 LP57（即 EC 中的 1.0 M LiPF：EMC 3:7 v/v）。对于每个样品，在 410 和 2182 cm-1 之间获取相对宽带的拉曼光谱（图 2c）。拉曼光谱清晰显示了各种电解质成分特征。 首先，在 LP57 电解质中可以清楚地看到 PF6- 阴离子拉曼谱带在 740 cm-1 处的光谱位置。PF6- 峰在 ~720 cm-1 处与 EC 骨架模式部分重叠。检测 PF6- 很有意义，因为它的分解是基于一种发生在 NMC811 等富镍正极的表面的降解机制。此外，PF6- 很容易与电解质分解反应中产生的水发生反应。 其次，893 cm-1 处的 EC 呼吸模式与分子的环结构完整性有关。最后，1700-1850 cm-1 之间的阴影（宽紫色）带对应于 EMC 和 EC/VC 中羰基（C = O）键的拉曼峰，其光谱位置随锂离子溶剂化动力学而变化。此外，还标记了（弱）光谱带在 1628 cm-1（灰色虚线）处的预期位置，这是由于亚乙烯基 –HC = CH 添加剂 VC 的振动。因此，通过在装置中使用低密度衍射光栅，我们可以同时监测许多重要的电解质成分。图3. 循环过程中的电池电解质拉曼光谱演变。(a) 在 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NMC811) - 石墨锂离子软包电池的形成周期期间操作拉曼光谱，其电解质包含 LP57 + 2 wt.% VC。将电池恒流充电至 4.3 V，恒电位保持在 4.3 V，然后放电 (b) 拉曼光谱演化显示电池电解质的一系列拉曼模式中空纤维嵌入由 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NMC811) 阴极和石墨阳极组成的软包电池中，以监测其在循环期间电解质的化学变化。每个圆形电极的有效面积为 1.54 cm2（直径 14 mm），并被一层聚合物隔膜覆盖。HC 纤维放置在两个分隔层之间，以保护电极表面免受纤维的机械损伤（图 1d）。将电池密封并填充 100 µL LP57，并添加 2 wt.% VC。尽管 HC 纤维在两个隔膜之间产生了微小的间距，但总电极表面与电解质的体积比 (~15 cm2/mL) 仍然非常接近于研究环境中常规组装的软包电池。将电池恒流充电至 4.3 V，在 4.3 V 下恒电位保持 1 小时，最后以 C/10 (18.5 mA g-1NMC) 的循环速率放电至 3.5 V。为确保在纤维芯中进行完全的样品交换，每 22 分钟从电池中提取 24 µL 体积的微量样品（大约是内部纤维体积的 50 倍），通过纤维内拉曼光谱进行分析，然后重新注入软包电池。我们从EC分子从正极到负极的穿过隔膜的扩散时间（td）来监测电极过程。假设聚合物隔膜的曲折度为 2.5，液体扩散系数为 10-6 cm2/s，这导致分子从一个电极到另一个电极的扩散时间为 td = 445 s（~7 分钟）。与之前的实验一样，我们使用宽光谱窗口（640-2340 cm-1，粗光栅）同时跟踪一系列化学物质。在第一个电化学循环期间，拉曼光谱的演变被测量为电池电压（红色曲线）的函数，在此期间预计会由于 EEI 形成而发生许多化学变化（图 3a）。在 PF6-、EC 呼吸模式和 EMC 和 EC/VC 中的羰基 (C = O) 键的谱线中观察到清晰的特征，如图 2b 所示。此外，在~1628 cm-1 处检测到（弱）亚乙烯基-HC = CH-拉曼谱带。在整个循环过程中收集完整的拉曼光谱可以对电解质盐和溶剂及其相互作用进行详细分析。总结：循环过程中碳酸酯溶剂的C=O拉伸模式相关的拉曼光谱变化，以及亚乙烯基-(C=C)双键浓度的变化等信号都可以由原位拉曼装置检测得到。对这些信号的获取和分析有助于研究电解质中的溶剂和盐成分在电池循环中的变化，揭示电池性能降解的机理，对开发长寿命的电池系统具有非常重要的意义。参考文献：Ermanno Miele et al. Hollow-core optical fibre sensors for operando Raman spectroscopy investigation of Li-ion battery liquid electrolytes. Nat. Commun. 2022.DOI: 10.1038/s41467-022-29330-4

B&W TEK公司自豪的宣布：公司目前已售出近8000台拉曼光谱仪，在全球10000台左右的已售出的拉曼光谱仪中已占到近80%，在拉曼光谱仪制造史上创造了新的纪录！ B&W TEK公司专注于便携式与小型化拉曼光谱仪的研发与生产，不但研发生产出了新一代结构紧凑，性能优良的Cleanlaze系列激发激光器(美国专利号7,245,369)，还在全系拉曼产品中配置了TE致冷CCD阵列微型光谱仪和高性能光纤拉曼探头，大大提高了拉曼光谱仪的性能，而同时仍保持平易的价格，具有无与伦比的性价比。与此同时B&W TEK公司还积极开发研究级拉曼光谱仪，目前已推出实验室级共聚焦显微拉曼系统，可满足大部分的共聚焦显微拉曼应用。而在今后的几年内必达泰克还将陆续推出各种拉曼光谱仪系统，覆盖从低端到高端的应用领域。 B&W TEK公司在研发生产拉曼光谱仪的同时还非常关注目前的拉曼应用热点。除了常规的研究实验室应用外，还涉足于医疗诊断，药片检验与防伪，细菌鉴定与归类，法医学分析，有毒有害物质的鉴定，回收塑料分类以及其他多个应用领域。B&W TEK公司真诚的希望与各拉曼研究人员与机构携手合作，以开拓更广泛的拉曼应用领域。

身为拉曼领域的创新者，雷尼绍一系列高性能光谱产品能为不同的领域和应用提供最高水平的性能、灵敏度和可靠性，满足用户的需求，帮助用户轻松自信地应对最具挑战性的分析难题。第二十届全国光散射学术会议（CNCLS20）&表面增强拉曼光谱国际会议（SERS——2019）时间：2019年11月2-9日地址：苏州同里湖大饭店雷尼绍展位：B01 雷尼绍拥有一系列高性能拉曼光谱产品包括采用高速化学成像技术的共焦显微拉曼光谱仪、专用拉曼分析仪、扫描电镜和原子力显微镜接口、光谱仪用固体激光器、以及先进的冷却式CCD探测器。在这次学术会的盛宴上，我们将为大家带来雷尼绍拉曼光谱最新产品-Virsa拉曼分析议和RA816生物分析仪。雷尼绍拉曼系列产品Virsa拉曼分析仪雷尼绍RA816生物分析仪作为一种多功能的光纤耦合拉曼光谱系统，Virsa拉曼分析仪旨在进行可靠，详细的远程分析。 它可以将拉曼光谱学的应用范围扩展到实验室显微拉曼之外处于更复杂环境中的样品。 此外，一款紧凑型台式拉曼成像系统雷尼绍RA816生物分析仪，它重新定义了生物组织和生物流体分析，简单易用，而且能够获取生物样品的详细生物化学信息。RA816专为生物研究领域设计，用于分析生物样品，包括组织活检、组织切片及生物流体等，能够快速采集详细的生化物种分布和数量信息。 新产品整装待发以外，两年一度的全国光散射盛会上雷尼绍拉曼的“干货”自然也不可或缺。雷尼绍光谱产品事业部高级应用工程师王志芳博士将为大家带来雷尼绍拉曼光谱最新的产品信息，不仅如此，还可以前瞻拉曼技术最新的进展。 震撼的新产品和前沿技术的获取，这场拉曼盛宴，你不可缺席。雷尼绍B01展位，静候您的光临。

“雪糕要尽快吃，要不然就化了!”在消费者日常生活的认知中，雪糕在常温下容易化，买回来的雪糕都会尽快食用。然而，有消费者发现，将某品牌雪糕放在31°C室温下1小时竟然还是固体状。此外，有消费者尝试用打火机测试某品牌生产的海盐椰椰雪糕。从视频中可见，某品牌雪糕产品经打火机点燃后，有黑色物体出现，而雪糕依旧维持固体状。对于某品牌雪糕不易融化问题，消费者质疑，雪糕产品是否过量使用添加剂?室温31℃都不化的雪糕 烧不化的雪糕这些“雪糕刺客”是否真的对得起它们昂贵的价格，我们可以用拉曼光谱解析下成分表，看看它们的构成是否如包装成分表里一样。赛纳斯手持式拉曼检测仪（SHINS-785-Pro）可以对食品饮料里违法添加及成分等进行快速检测，测得的拉曼谱图可与自带数据库或上传云端进行比对，并实时报告成分。基本原理拉曼光谱是通过高能量、窄线宽激光激发样品的拉曼散射信号，利用光纤光谱仪探测接收不同波数的拉曼散射信号。由于拉曼光谱本身具有高特异性，不同物质不同结构的拉曼光谱理论上并不相同，因此拉曼光谱又被称为“指纹光谱”。其由于快速、无损、准确的特点广泛运用在各个领域。解决方案赛纳斯手持式拉曼检测仪（SHINS-785-Pro）体积小，重量轻，可手持，是集智能操作为一体的检测设备，具有检测灵敏度高，检测速度快等特点，并可联网云端进行自定义模型发布，实时传输，安全稳定。 SHINS-785-ProSHINS-785-Pro快速介绍自建库：用户可根据需求自建模型库。激光功率可调节：用户可根据样品情况，自主调节激光功率。用户管理：操作软件自带权限管理，管理员可分级指定用户权限。混合物识别：可以识别混合物中是否含有某种物质。

据每日科学网日前报道，新加坡研究人员利用黄金纳米阵列开发出适于商业应用的高性能表面增强拉曼光谱传感器。　　表面增强拉曼光谱技术(SERS)是在印度科学家拉曼1928年发现拉曼散射现象的基础上发展起来的。利用拉曼光谱技术可以非常方便地鉴定物质成分，现已成为探测界面特性和分子间相互作用、表征表面分子吸附行为和分子结构的有效工具，广泛应用于癌症诊断和食品检测等领域。不过，由于很多分子直接通过拉曼光谱无法检测出信号，需要通过拉曼增强技术，将这些分子吸附在纳米金属表面，在特定波长的激光照射下，利用表面增强拉曼光谱传感器检测出待检物质。　　新加坡科技研究院(A*STAR)材料工程研究所的研究人员制造出一种非常密集且有规律的黄金纳米阵列，在自组装和传感等方面具有独特的优点。此外，他们还成功将该纳米阵列置于光纤端头涂层中，使得该技术有望在遥感监测危险废弃物方面具有广泛的应用前景。　　研究人员在涂有自聚物纳米粒子的表面进行纳米阵列的自组装，较小的黄金纳米粒子会自发附着。仅仅依靠涂层和吸附这些简单的过程，就可稳定高产地形成小于10纳米的纳米簇。通过调整聚合物的规模和密度等特征，研究人员可以调节纳米簇的大小和密度，使表面增强拉曼散射达到最大化。该技术的效率非常高：涂满100毫米直径的晶片，或200光纤端头，仅需要不超过10毫克的聚合物和100毫克的黄金纳米粒子，而聚合物和纳米粒子均可低成本大量生产。　　由于纳米阵列的形成过程完全是自组装过程，因此该技术不需要专门的设备或特定的无尘室，非常适合低成本商业化生产。目前该技术已在新加坡、美国和中国申请了专利。

近日必达泰克公司（B&W Tek）的“新型激光器（Cleanlaze™ 系列）在拉曼光谱分析中的应用”，成功地获得了美国专利 (专利号: US 7,245,369 B2), 为拉曼专用激光器的应用提供了新的选择。 新型激光器（Cleanlaze™ 系列）是一种窄带、稳频、低功耗、小体积、结构紧凑的激光激发光源（特别是在近红外波长范围内）。过去这种激发光源依赖于外腔型激光器，其成本和复杂程度往往令使用者望而生畏。B&W Tek在与有关厂商的多年合作过程中，成功发展了数种高性能、高性价比的稳频半导体激光器，并将其应用在拉曼光谱分析中，成功地获得了美国专利。该系列主要有785nm、830nm、980nm及其他客户所需波长。根据不同拉曼光谱分析的需求，我们提供了单模（0.02nm FWHM）及窄带多模（0.25nm FWHM）等不同规格。多模激光器最大可通过光纤输出大于1.2w的功率。单模目前已经可以达到输出100mw的要求。 基于这款Cleanlaze™ 系列激光产品，B&W Tek为广大客户提供了3种仪器系统。 一． 完整的拉曼光谱仪系统MiniRam™ 、MiniRam™ II和i-Raman™ ，其中包括了Cleanlaze™ 系列激光产品 二． 供实验室使用的台式Cleanlaze™ 系列激光激发光源 三． OEM Cleanlaze™ 系列激光模块，其包括TE 致冷控温，电路驱动以及激光光纤输出。 （以上产品均有USB激光输出功率控制模块选配。） 美国必达泰克公司一直致力于激光器和微型光纤光谱仪的研发生产，在激光器和光谱仪的研发生产上有着丰富的经验。目前必达泰克公司在激光器和光谱仪方面已获得多项美国专利，并且还有十几项专利正在审核中。如需要具体信息，可与上海办公室联系，必达泰克光电科技（上海）有限公司，电话021-64515208。我们将竭诚为您服务！

拉曼光谱技术被称为分子指纹谱，可以对目标分子进行准确的定性分析，因而用途广泛。但是其固有的特点，例如拉曼散射信号弱等，限制了其应用范围，尤其是在气体检测领域的应用。气体分子密度低，透光度高，作为激发光源的激光在气体中可以传输较长距离，而拉曼信号作为散射信号散射向四周立体空间，因此不能通过像吸收光谱那样简单的通过增加光程来实现信号的增强。拉曼光谱应用于气体检测具有以下优点：1、准确定性：可以根据特征光谱对除惰性气体外的所有气体进行准确的定性分析；并且气体分子受周围环境影响小，其分子结构均一性较高，因此其特征光谱单色性好；气体分子结构简单，其特征光谱峰较少，不同分子间特征峰重合较少，有利于混合气体的分析。2、准确定量：气体的透明度具有的优点之一是，气体检测过程中不会受到荧光干扰，优点之二即气体分子被激发出的拉曼信号在被收集过程中与其他气体分子发生相互作用的概率极低，所以拉曼光谱强度与分子数量及拉曼散射截面成正比。而拉曼散射截面是固定量，因此拉曼光谱强度的变化量正比于分子数量的变化量，可以用来准确的计算分子数的相对变化。3、无损测量：拉曼散射过程是分子振动-转动能级的跃迁过程，不会破坏分子结构。4、无接触检测：拉曼散射采用光作为信号载体，可以通过透光窗口等对特殊环境例如高压、高温、剧毒等样品进行测试。在气体检测领域，由于气体的流动性，更需要对特殊气体进行密闭处理来保证气体的稳定性，适合对有毒、腐蚀性等的气体进行检测。5、同位素分子的分析：同位素作为标记物而应用广泛，而对同位素分子进行区分往往需要气相色谱和高分辨质谱联用这种昂贵的技术来实现，而作为分子振动-转动谱的拉曼光谱，其同位素的不同质量在其特征峰的频移上表现明显，可以轻松的区分同位素的种类和相对含量。正因为以上原因，在二十世纪六十年代激光出现并且作为拉曼光谱的光源而广泛应用的时候，科学家尝试将拉曼光谱技术应用于气体检测领域。近共焦腔、逆向多重反射池、能量聚集腔、多通道拉曼增益池、改进型多通道拉曼光谱仪、空心光子晶体光纤等多种提高激光功率使用效率或拉曼散射收集效率的极具光学技巧的设计应运而生，提高了拉曼光谱技术对于气体分子的检测限并且取得了显著的效果。拉曼散射的特点，及用于拉曼光谱分析的光谱仪的特点决定了共焦型拉曼光谱仪的高效率、高空间分辨率和高光谱分辨率。光谱仪需要将入光狭缝开到50微米甚至更小来保证光谱分辨率，设计一套光学系统将较大空间的散射信号收集聚焦到狭缝这样的狭窄空间并不现实，因此将激光聚焦到一个微小空间并且将这一微小空间的散射信号收集后聚集到狭缝，成为一种可行性选择，这样既充分利用了激光的激发功率，又实现了散射信号的高效收集。因此共焦型拉曼光谱仪提高了拉曼信号的强度，扩大了拉曼光谱技术的应用范围。同样的设计也可以应用于气体检测当中，不同于固体的拉曼信号散射向空气中的部分会被收集，散射向固体内部的部分会被固体吸收或者漫反射，因此很难充分收集；气体的均一性及其透光性决定了其散射向四周的信号均不会受到较大干扰，因此使信号的更高效的收集成为可能。共焦激发收集系统正是为了解决气体的拉曼散射信号的高效收集而设计，散射向上下、左右、前后的信号被聚焦镜准直后传输向反射镜，最终传输向左方的光谱分析系统。根据光的可逆性原理，进入系统的激光也会被上下、左右、前后的聚焦镜聚焦到焦点，从而同时提高激发光功率的使用效率。此设计的优点是可以增加更多的聚焦镜和反射镜，最终实现焦点散射向四周立体空间的所有信号传输向同一个方向，从而实现球状散射信号的充分收集。激光在气体中的传输距离可以达到几十千米，因此共焦激发收集系统中的数次反射的光程远小于这个距离，很难实现激发光功率的充分利用。互相平行的光可以被聚焦到一个点，而激光光斑毫米级别的直径远小于聚焦镜的直径，因此如果能实现光的多次来回反射并且互相平行，其效果将等同于多台激光器并排放置。直角反射镜可以将光的前进方向偏转180度并且与原方向互相平行，传输方向相反，两个直角反射镜配合使用可以使激光多次来回反射形成一个平面，在外面再放置两个直角反射镜可以实现激光平面的纵向扩展，最终互相平行，方向相反的激光布满立体空间。因此，四个直角反射镜配合使用可以使1毫米直径的激光在1英寸的光学元件间来回反射百次以上，而这些光因为互相平行，因此都会被聚焦镜聚焦到焦点。将四直角反射镜增光程系统与共焦激发收集系统结合，形成的系统既能充分利用激发光的功率，又能充分收集散射信号，其结构类似一个球体，因此被称为“拉曼积分球”。目前该技术已经能实现常压下ppm量级的气体检测，还可以通过增加激光功率、对气体加压以提高气体密度，增加曝光时间等来进一步提高检测限。拉曼积分球适用于透明度高的样品，例如气体，上图为典型的空气的拉曼光谱图，包括氮气，氧气的振动峰、转动峰和振动峰耦合的转动峰，水分子的振动峰等，对其进行局部放大，能看到氧气同位素拉曼峰，氮气同位素拉曼峰，二氧化碳拉曼峰等。目前气体检测应用广泛，例如与碳循环相关的各种气体，在催化剂作用下，碳会转换成各种有机分子，拉曼积分球可以实现对反应物和产物的1秒钟内万分之一的浓度检测，而最小样品量只需要2毫升，完全实现原位监控的作用。即使碳循环成各种液体，根据液体的挥发性，即使不需要加热升华，类似甘油等难以挥发的液体的挥发物依然可以被检测到。而对于一些固体的碳化合物，例如塑胶跑道，其挥发气体的成分和浓度的检测方法正在进一步研究当中。土壤的有机污染检测是拉曼积分球的另一个重要应用方向，将被污染的土壤放到密闭加热腔中，使其中的有机污染物升华成气体，即可实现对有机污染物的定性、定量分析。汽车发动机的状态会通过其尾气的成分反映出来，燃料挥发物和一氧化碳含量高说明进气不畅通，氧气剩余多则说明燃料喷嘴的效率不够；氮氧化物的含量高说明排烟脱氮不彻底。其他方面的应用包括环境气体检测，化工厂废气排放监控等等，作为一种自主研制、具有自主知识产权的气体检测技术，相比于传统气体检测技术具有实时快速、无损、检测限好、能区分同分异构体和同位素取代分子等优点，实现了我国气体检测技术的弯道超车，而其应用场景正进一步拓展。三年来，该技术正从发明一步步走向完善，虽然没能争取到纵向项目的支撑，但是相关的科学家的持续投入和支持保证了拉曼积分球技术研发的顺利进行，检测限已经从最初的勉强万分之一到达目前百万分之一，并且还有进一步提高的空间。随着我国对技术研究的重视和大力支持，该技术将会在我国气体检测领域占有一席之地并将推向国际市场。后记我国的分析仪器，尤其是高端分析仪器主要依赖进口，随着我国科研水平的快速提升，仪器自主研发能力也得到了很大的提高。特别是，实验室具有丰富仪器使用经验，在外企中从事技术服务的科学家和工程师也越来越多，他们对高端分析仪器有自己的认识和见解。而且，部分科学家和工程师已经开始了自主仪器研制并取得了很好的成果。相信随着国家在仪器研制方面的大力支持，成果评价体制的进一步均衡，国产化仪器的提倡作用和科学家、工程师的共同努力下，不久的将来，我国会产生一大批自主设计，具有自主知识产权，具有明确应用领域的先进的分析仪器。作者简介黄保坤：博士，高级工程师，江苏海洋大学教师，huang_baokun@163.com。曾就职于中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和英国雷尼绍公司，作为技术负责人研制的深海紫外拉曼光谱仪实现下潜作业深度7749米，是目前世界上工作深度最深的拉曼光谱仪。为中科院、中石化、中核、上海市公安局、各大高校研制了拉曼积分球、显微拉曼、台式拉曼、便携式拉曼等多种类型的拉曼光谱仪。

仪器信息网讯 2011年10月12-15日，第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)在北京展览馆隆重举行。为让广大网友及仪器用户深入了解BCEIA 2011仪器新品动态，仪器信息网特别开展了以“盘点行业新品 聚焦最新技术”为主题大型视频采访活动，力争将科学仪器行业最新创新产品、最新技术进展及最具有代表性应用解决方案直观地呈现给业内人士。以下是仪器信息网编辑采访海洋光学技术中心经理李宇先生的视频。　　在采访中，李宇先生介绍了适用于不同领域的光纤光谱仪的特点，以及海洋光学近红外光谱、过程控制实验室的应用，以及微型光纤光谱仪的市场发展前景等内容。　　李宇先生表示：“微型光纤光谱仪是一个非常朝阳的产品，它从发明到现在已经20多年了，但是真正应用推广是在近几年来。微型光纤光谱仪相对于传统的分光光度计，它的主要特点是一是微型，二是可以根据用户需求定制，三是它可以覆盖不同的检测范围，比如紫外可见、近红外波段等。再者用户可以将微型光纤光谱仪集成到不同的应用生产当中，如可以用拉曼模块去监测生产过程，在中药制药行业，用微型光纤光谱仪模块可以监控药物有效成分是否已经达到期望的浓度等，对于微型光纤光谱仪模块用于生产过程的监控我是非常有信心的。”　　具体产品展示、技术特点介绍、应用领域分析，请点击查看采访视频。　　　关于海洋光学　　海洋光学是全球领先的光传感解决方案提供商，提供光与物质相互作用过程中测量和机理分析的基础方法；提供的方案适合各类应用，涵盖生物医学研究、环境检测、生命科学、科学教育以及娱乐照明和显示等诸多方面；所涉及到的技术和产品线包括光谱仪、化学传感器、度量仪器、光纤、薄膜及光学元件。作为微型光纤光谱设备的发明者，自1989年来我们在全球共售出了超过150,000套光谱仪。海洋光学是英国豪迈(Halma)集团的分公司，豪迈集团主要经营用于探测潜伏危险和保护人们生命安全的产品，是专业性电子、安全和环境技术领域的领军企业。

p　　strong仪器信息网讯/strong 2017年4月6-8日，中国仪器仪表行业协会主办的“第十五届中国国际科学仪器及实验室装备展览会”(CISILE 2017)在北京· 国家会议中心隆重开幕。北京金泰祁氏光电科技有限公司(简称金泰光电)携最新产品亮相。/pp　　金泰光电是一家年轻的公司，2016年6月才刚刚注册成立。公司目前主要从事基于中阶梯的宽光谱、高分辨、高灵敏光纤光谱仪器研发生产及销售。据副总经理武建芬博士介绍，公司推出的中阶梯光纤光谱仪属国内首次自主研发的商用中阶梯光谱仪。br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/eb8e85c2-de00-4a0b-8450-6c065ad93349.jpg" title="中阶梯.jpg"//pp style="text-align: center "strongES-3800中阶梯光纤光谱仪/strong/pp　　传统Rowland和C-T型光谱仪常常采用刻线密集的光栅或大成像焦距，来提高其光谱分辨率，其结果导致高的成本和庞大的仪器体积，且光谱范围有限。而金泰光电的ES-3800中阶梯光纤光谱仪克服了这一缺点，采用中阶梯光栅、低色散棱镜元件、非球面像差校正聚焦镜、高性能CCD或ICCD探测器件，借由软件分析功能和内置丰富的标准谱线库还原出完整光谱曲线，具有分辨率高、谱线范围宽、动态范围广、检出限低等特点，精密度和稳定性均达到国际领先水平。/pp　　ES-3800有两个型号， ES-3800A和ES-3800B。ES-3800A适用于全元素分析，具有超高的分辨率和灵敏度，应用于科研及工业领域的高分辨光谱测量系统，如ICP-AES或者LIBS等。ES-3800B以分辨率略降为代价，但是能够进行全光谱分析，应用于连续光谱高分辨测试领域，如拉曼光谱等。/pp　　那么，该系列产品与主要竞争对手、国外品牌的产品相比，表现如何呢?武建芬博士自信的回答到，“我们的产品在性能指标方面与国外品牌接近，可以说达到了国际先进水平。”就在前不久，2017年3月20日，ES-3800A被用于丽江天文观测台的仪器内光学器件的光谱检测。因为天文观测台所用日冕仪采用530.3nm窄带滤波器，通用的光谱仪无法满足超窄的光谱带宽以及极小的波长准确度要求。而ES-3800A则可以稳定提供高达0.01nm的超高光谱分辨率以及小于0.005nm的波长准确度，在高海拔、低温等恶劣环境下完美实现了窄带滤波器的光谱检测。云南丽江天文观测台和长春光机所的工作人员对精确的检测结果表达了一致认可。/pp　　不过，目前金泰光电只有中阶梯光纤光谱仪这一款产品，其潜在的客户又以科研单位高校为主，即该产品的市场比较“小众”。并且，多数情况下需要从为客户量身定做的光谱仪入手。面对这种局面，金泰光电对未来是如何规划的呢?武建芬博士谈到，在公司的后续发展规划中，将便携和在线光谱仪器产品作为了新产品目标，开展多元化经营，不断拓展产品的更多领域。具体的发展方向是，在今年年底将研制推出在线、便携的光谱仪器，如紫外可见、近红外光谱仪器 而明年公司的目标是融资，以研制基于中阶梯光栅的ICP-AES和LIBS仪器。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/d2374dc8-0434-419d-97fd-e0f4681e8bf6.jpg" title="武建芬.jpg"//pp style="text-align: center "strong金泰光电副总经理武建芬博士/strong/pp/pp　　strong附录：北京金泰祁氏光电科技有限公司/strong/pp　　北京金泰祁氏光电科技有限公司致力于光谱仪器领域先进技术的探索和产品开发，公司拥有多项核心自主研发技术，希望竭诚服务于各行业科研单位或仪器设备厂商，并与客户团队通力协作，向客户提供专业的设计支持，定制产品和客户驱动的解决方案。/p

流变和拉曼光谱的再次碰撞UV胶的固化流变学已成为UV固化动力学研究中较为常用的表征方法。流变学中的参数—动态弹性模量G'对形态结构极其敏感，能够很好的反映体系在辐射固化交联过程中双键密度和内部结构发生的变化，因此实时监测G'的变化可以从体系结构的角度反映固化程度。UV固化本质是一种化学反应，材料暴露在特定的UV辐射下会引发自由基反应，导致机械结构发生明显变化。因此UV固化还可以通过拉曼光谱进一步监测，这些化学变化将会通过特征峰的生成或降低（缓慢或快速变化）反映在拉曼光谱中。流变仪与拉曼光谱相结合，可以同时获得材料的化学结构和物理性质的信息，将这些信息关联起来以获得在材料加工、反应机理方面更加深入的洞悉。UV固化系统和拉曼光谱仪均可通过安东帕MCR系列流变仪软件进行触发，从而能够同步监测整个UV固化过程中的粘弹性力学行为和光谱数据。流变&拉曼联用Omnicure S1500紫外固化系统，配备5mm光纤。Cora5001拉曼光谱仪，配备特制的联用拉曼探头——HT fiber probe 785。MCR流变仪，使用帕尔贴罩（H-PTD）和25mm石英玻璃平板。UV固化系统和拉曼仪均连接至MCR流仪中，从而UV辐射源和拉曼光谱仪都可以通过流变仪进行自动触发，保障原位测量的同步性。独特接口设计UV源与特制的联用拉曼探头实验结果图1：UV胶固化反应过程中的损耗模量（红色）和储能模量（黑色）变化曲线流变测量的结果如图1所示。从测量结果可以看出，样品最初表现出粘弹性流体响应，其损耗模量（G'）大于储能模量（G'）。随后，在UV辐射下激发了固化反应，从而可以观察到模量的快速变化。两个模量的变化曲线的交叉点意味着样品从液体主导状态转变为固体主导状态。然而，在5s的UV辐射时间结束后，固化反应继续进行，这可以从模量的持续增加中观测到。图2：950cm-1和1150cm-1的峰强随固化时间的变化图2为两个拉曼特征峰（950 cm-1和1050 cm-1）的峰强变化曲线。所选的这两个特征峰具备一定代表性，因为大多数其他特征峰的行为与其中一个相似。在5s的UV辐射下，两个特征峰都出现了峰强的骤降。在UV辐射结束后，950 cm-1的峰强迅速达到稳定水平，标志着相应基团化学变化的结束；而1050 cm-1的峰强是逐渐下降的，这与之前图1所示的模量逐渐增大相呼应；其余特征峰强度的变化率都处于上述两个特征峰之间。拉曼光谱中的整体化学信号变化与流变性能变化趋势相吻合，两种技术可以相互印证。然而，拉曼光谱中展示的信息非常丰富，不同特征峰的强度变化曲线代表不同化学基团的反应特性，因此，可以获得每一个感兴趣的化学基团的变化信息。拉曼光谱的这一特性，不仅是样品整体流变特性的补充，还为深入了解不同反应基团的特性提供了可能性。实验结论安东帕的流变-拉曼联用设备已被证明对监测复杂的反应机理非常有益。MCR系列流变仪还可以与不同激发波长的Cora5001拉曼光谱仪，以及不同的UV固化系统（不同波长、汞灯、LED光源）相结合，且流变仪可使用多种型号（如珀耳帖或电加热），为各种应用提供最大的灵活性。想要了解完整的本次应用报告，请点击下载。

日前，赛默飞宣布发布一款新的拉曼光谱分析仪——Thermo Scientific™ Ramina™ 过程分析仪。该款仪器可以用于生物制药等多个领域的过程监控，其可以提供非破坏性的、连续分析，不需要样品制备，可以在15分钟内快速进行系统设置和部署，几秒钟内生成目标分析物的光谱数据。这个易于使用的系统旨在消除拉曼光谱测量的复杂性，使该技术可用于所有级别的用户体验，同时保持高精度和准确性。其紧凑的系统采用一系列专利探头，最大限度地提高了结果的速度和灵敏度，实现了完全自动化的现场测量，以计算反应容器中的浓度。Ramina 过程分析仪为离线手动或自动湿化学分析提供了一种快速且易于操作的替代方案。相比于传统的拉曼过程监控系统，它的安装和使用更加简单。Ramina 为用户开始收集数据提供了所需的全部设备，包括拉曼光谱仪和光纤探头，以及便携式显示器、鼠标、键盘和激光安全护目镜。工厂校准可确保 Ramina 系统随时能够投入使用，其固态结构确保了长期稳定性。这意味着用户可以进行连续、高精度的测量，而无需频繁校准。同时，大家还可以并联使用多个分析仪来同时监控不同的反应容器，或者在一个反应容器中组合使用多个探头。赛默飞副总裁兼现场和安全仪器总经理Chloe Hansen-Toone表示:“我们很高兴推出Ramina过程分析仪，它提供了一种几乎毫不费力地进行精确现场拉曼测量的方法，使客户能够在需要的时间和地点生成实时数据。这款分析仪小巧便携的设计，以及用户友好的操作，将有助于缩短测量时间，而无需占用太多宝贵的实验室空间。”

2011年11月29日 10:00-11:00，海洋光学在光电新闻网上成功举办了&ldquo 微型光纤光谱仪在LED光谱测量中的应用以及常见问题分析&rdquo 在线语音研讨会，近200名观众报名和关注，对此次参加的观众，海洋光学致以最诚挚的感谢。10日前我们将公布参加此次研讨会观众的中奖名单，敬请关注。本次研讨会主要是介绍微型光纤光谱仪在LED照明领域中的应用及测量方法，可以用于LED等光源及其灯具的在线快速光谱测量测试及其品质控制，可以进行光度测量诸如：光通量、照度、光强、亮度；及颜色特征测量诸如：主波长、色度坐标、色纯度、显色指数、色差、色温。希望可以为工业生产及其标准计量规范提供参考与借鉴。视频回放请点击：http://webinar.ofweek.com/activityDetail.action?activity.id=4391010&user.id=212月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会，了解最新信息请关注：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用，如果你有更好的建议和意见希望和我们分享，请关注我们的论坛：http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm

p　　2016年，多家机构发布的研究报告显示，全球拉曼光谱市场未来将获得快速增长。其中，BCC Research的研究报告显示，2016-2021年之间拉曼光谱复合年增长率为9.9%， Technavio的研究报告也显示2020年全球实验室和手持拉曼仪器复合年增长率将超过9%，明显高于全球分子光谱的复合年增长率6%(Technavio预测)，拉曼光谱已然成为分子光谱领域的“宠儿”。/pp　　在诸多研究报告以及相关仪器公司的财报中，我们也可以发现，以中国为重点的亚太市场增长已经引起各大仪器公司的重视和青睐。Technavio负责实验室设备研究的首席分析师Amber Chourasia曾表示，“在亚太地区，生物医学领域的快速增长很可能会促进市场更多的采用拉曼光谱等分子光谱解决方案，该地区一些国家在临床试验和药物开发方面的需求和动作都将预示着市场增长的机会。”而HORIBA在2016年的财报中也曾特别强调，强化针对中国研发市场的拉曼光谱销售团队。/ppstrong　　市场增长势头强劲/strong/pp　　根据中国政府采购网有关拉曼光谱仪的中标信息统计分析，近五年(2012-2016)，我国拉曼光谱仪市场取得了长足的发展，不仅是中标数量持续攀升，而且涵盖的领域/行业也越来越广泛。/pp　　据不完全统计，2012年中国政府采购网上有关拉曼光谱仪的中标信息不足30条，而2016年相关的中标信息已达100余条，短短5年的时间中标数量将近翻了两番，特别是近三年以来年平均增长率更是高达50% 从金额上说， 2016年中国政府采购网上有关拉曼光谱仪（包括附件）的中标金额估计超过1.2亿元，而2015年同等条件下的估算为8000余万元，增长比例亦高达50%!/pp　　此外，从中标单位的分布情况来看，大专院校依然是我国拉曼光谱仪最大的用户群体。除却大专院校、科研机构以及政府检测部门之外，“其他”单位类型的占比也逐年提高，其中以公安(刑侦)、文物(博物馆)系统等单位居多。这也在一定层度上反映了拉曼光谱的应用逐渐覆盖到更多的单位，呈现多方面增长的趋势。/ppstrong　　技术研究不断深入/strong/pp　　从产品技术方面来讲，拉曼光谱仪在2016年也取得了系列进展，快速成像、高分辨率、自动化、SERS、TERS、联用技术以及仪器小型化等一直引领着该领域技术的发展。从市场的表现来说，产品和技术的更新从未停止。/pp　　从进口仪器方面来看，初步统计目前中国市场上主要的拉曼光谱仪厂家在2016年均有“新品动作”。其中，赛默飞的DXR 2xi 显微拉曼成像光谱仪新品还入围了仪器信息网2016年度优秀新产品。该款产品采用以成像为核心的拉曼成像软件OMNICxi、并行数据流算法。采用超低暗噪声( 0.00007e- 600张/秒)。/pp　　此外，HORIBA推出了台式拉曼光谱仪MacroRAM(北美销售) 雷尼绍推出了RA802药物分析仪新品 布鲁克推出了SENTERRA II智能显微拉曼光谱仪 经过一段时间的准备，德国耶拿联手凯撒正式开启原位拉曼在中国市场的推广；而来自德国的WITec和来自日本的Nanophoto也携产品于2016年正式进军中国拉曼光谱仪市场。/pp　　从国产仪器进展来看，虽然大家普遍认为国产拉曼仪器的发展相对滞后，在探测器、激光光源、软件等方面与国外还有一定的差距。但是经多年的酝酿，已经有不少成果进入市场，其中值得一提的是，卓立汉光的小型激光拉曼光谱仪Finder Insigh入围了2016年度仪器信息网优秀新产品的评选，该产品取消了光纤耦合的方式，采用直接光路耦合方式，同时将样品室开放，大大提高了拉曼信号的收集效率。体积小、携带方便，可应用于工业检测级客户，客户只需通过简单的操作即可实现快速测样。/pp　　此外，据了解，天津港东的LRS-5 微区激光拉曼光谱仪也已经通过认证，2017年将主推科研市场。/pp　　小型化一直是拉曼光谱仪器一个非常重要的发展方向，在过去的两年中，赛默飞、必达泰克、海洋光学、布鲁克、岛津、瑞士万通等知名跨国企业都有便携/手持拉曼光谱仪新品推出。而国产仪器公司在便携/手持拉曼光谱仪方面的成果在2016年也表现的尤其突出，其中，2016年刚成立的合肥领谱科技有限公司基于美国LASERLAB的拉曼光谱制造经验，推出系列契合快检市场的便携/手持式系列拉曼分析仪 专注于纳米增强材料的研发及拉曼光谱应用完整解决方案的普识纳米，2016年配合独家技术SERS增强试剂，推出科研型便携式拉曼光谱仪 基于2012年国家重大仪器专项《便携式薄层色谱━拉曼光谱联用仪及其药品快检支撑系统》的研究成果，上海仪电分析仪器有限公司推出了R10激光拉曼光谱仪 屹谱仪器的手持式拉曼光谱仪RAM-785也是2016年正式亮相 除此之外，南京简智、奥谱天成等厂商也一直在“小”拉曼领域努力耕耘....../p

海洋光学将于8月与江苏省食品药品检验所联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用&rdquo 研讨会拉曼光谱自发现以来，经过近80年发展，做出了其他分析技术所不能做到的许多特殊贡献。近年来，拉曼光谱法在药物分析中的应用越来越多，中国药典201版将根据这一发展，在附录中新增拉曼光谱法指导原则，以进一步促进这一方法在药品检验中的应用。江苏省食品药品检验所为了帮助旗下50多家相关制药、科研、高教单位掌握拉曼光谱方法并顺利开展工作，特别邀请海洋光学联合举办&ldquo 拉曼光谱在药检领域应用研讨会&rdquo 。该会议拟定于2008年8月22日在南京市举行，研讨会内容议题为： a. 拉曼光谱学基础知识和应用现状简介 b. 在药检中的应用 c. 光纤光谱实验演示 d. 固定光栅光谱仪与复合光谱信号解析处理海洋光学诚挚的邀请广大代理商及客户前来参与此次研讨会。 Your information is important to us. Please fax or email this receipt to us . Company Name Company Address Post code Question: Do you want us to reserve rooms of Rainbow Hotel? Answer: Yes（ ） room(s) No（ ） Attendee name title Office Tel Mobile Phone Email address Notes： 1、 This training course won&rsquo t charge any fee, you only have to pay your traffic expense and accommodation. 2、 Please reply this receipt by fax:021-62956708 or email to： wu.wei@oceanoptics.com 3、Any question please call 021-62956600 to Wu Wei and Tang Wei

10月30日HORIBA举办了2017 Optical School系列在线讲座第五场——光谱技术在半导体领域中的应用，涉及：拉曼、椭圆偏振、光学光谱和辉光放电，四种光学光谱技术，为大家带来满满的知识技能包。课上同学们积留言互动，那么针对这三种光学光谱技术，大家都有哪些疑问呢，我们一起来看一看。光学光谱1. 什么是CCD TE制冷？CCD探测器的制冷方式一般分为两种：热电制冷（TE）和液氮制冷（LN2）。热电制冷就是通过帕尔贴效应，将热量从芯片带走；液氮制冷是通过液氮气化吸收热量来降低温度。2. 5K和10K的低温是怎么实现的。采用低温恒温器，闭循环低温恒温器或消耗液氦型低温恒温器可以实现5K和10K的低温，将样品放置在低温恒温器中测量。3. PL Mapping测量的是什么？相对宏观测试而言，微观尺寸的光致发光光谱更能表征样品的性质，并且能够展现更多的细节信息，在进行显微测量时，我们对整个样品表面进行扫描，得到所有测量点的光致发光光谱，这个过程称为Mapping。4. MicOS的PL和拉曼光谱仪测试的PL谱是一样的吗？原理上是一样的，都属于光致发光光谱，区别在于：MicOS光谱仪所采用的光谱仪焦距长度跟拉曼光谱仪不一样，光谱分辨率也不一样；拉曼光谱仪主要是为了拉曼测试而设计，它的探测器CCD通常覆盖到1000nm左右，有些型号的拉曼光谱仪不能拓展光谱范围到近红外波段，而MicOS可以灵活方便地拓展光谱范围从紫外到近红外（200-1600nm）。5. 激光测试固体光谱时需要滤光片吗？推荐加滤光片，因为激发激光的能量很强，激发样品的同时，部分激发光会通过反射与信号光一起进入探测系统，可能产生杂散光，为了避免干扰，建议加入滤光片将激发光滤除。因为信号光能量较低，波长比激发光长，所以只需要加入截止波长在激发光和信号光之间的滤光片即可。此外，如果激发光的二级衍射光与信号光波长重叠的话，那么也需要加入滤光片将激发光波长滤除从而消除激发光的二级衍射光。6. 这里的PL发光和寿命测量与荧光光谱仪测得荧光光谱和寿命有什么区别？荧光也是一种光致发光，但是荧光光谱仪通常用氙灯作为激发光源，能量比较低，对于宽带隙材料可能无能为力，定制化光致发光系统用激光作为激发光源，可以成功激发大部分样品。此处提到的寿命测试功能与HORIBA荧光光谱仪的寿命功能原理相同，并无区别，不过MicOS中测量荧光寿命是在显微下测量的，而荧光光谱仪通常是在宏观光路中测量的。7. 使用光纤导入光谱仪（iHR550）时，狭缝的宽度对分辨率还会有影响吗？采用光纤导入信号光到iHR550光谱仪时，一般会采用光纤适配器将光纤连接到光谱仪，此时狭缝宽度对光谱分辨率的影响需要分两种情况讨论：（1）如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是小于狭缝宽度，那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率无影响；（2）如果光纤出来的信号光光斑通过光纤适配器耦合到光谱仪狭缝上是大于狭缝宽度，那么狭缝宽度的变化对光谱分辨率有影响，狭缝越大分光谱分辨率越低。8. 光栅的刻线密度怎么去选择？光栅刻线密度的选择主要考虑两个因素：分辨率和光谱范围。相同焦长光谱仪配置的光栅刻线密度越高，光谱分辨率越高，但是所能使用的长波长范围越窄；光栅刻线密度越低，光谱分辨率越低，但是低刻线密度光栅能覆盖的长波长越长；所以要综合平衡考虑，一块光栅覆盖范围不够可以选择多块光栅以拓展光谱范围。9. MicOS激光照射到样品上的光强和光斑大小?MicOS的激光光斑照射到样品上的光强与所采用的激光器功率大小相关，所采用激光器功率越高照射到样品的光强越大。激光照射到样品的光斑大小与耦合方式（光纤耦合还是自由光路耦合）以及所采用的物镜倍率相关，如采用100倍物镜，采用光纤耦合激光，光斑小于10um；采用自由光路耦合激光，光斑小于2um。拉曼光谱1. 用532nm激光测试的深度为多少？（实验中测试不到厚度为100nm薄膜的Raman光谱）总体来说，入射深度与激光器的波长和材料本身消光系数相关。激光越偏红光，其入射深度越深；消光系数越小，入射深度越深。所以，532 nm针对不同材料的入射深度不一样，一般来说，对单晶硅的入射深度约为1微米。厚度不到100 nm的薄膜需要考虑使用325 nm激光器检测。2. 老师，实际测试比如石墨烯，532,633,785测试D,G,2D频移和相对强度都不一样，这是什么原因呢？可以考虑的原因：三个激光器是否校准好；激光器的能量是否合适，是否某一个激光能量过高将样品破坏。一般石墨烯测试，激光能量的选择建议从低到高尝试；考虑机理方面解释，激光和样品的是否有耦合效应。墨烯测试，推荐532 nm激光器。3. HORIBA提供拉曼与SEM联用的改装服务吗？我们实验室对这个比较干兴趣，想了解一下我们的电镜可不可以改装？国内和国外都有已经完成的案例。若有需求，请进一步联系！4. 我们处理拉曼光谱的时候有时候要使用归一化的方法，这个对结果分析会有影响吗？归一化一般不会对结果分析产生影响。归一化操作是对光谱中所有的拉曼峰等比例的放大和缩小，不会影响峰的位置和形状。若还有担心，可以考虑提高光谱的信噪比。5. 半高宽和强度是怎么成像的？若使用的是Labspec 6软件，至少有两种成像方法可以实现半高宽和强度成像。夹峰法：用线夹住需要成像的峰，在Analysis中，进入 Map characterization中选择对应的Height, area, position, width进行成像。分峰拟合法：对所需成像的峰进行分峰拟合后，直接选择各参数成像。夹峰法，目前多同时可以做三个峰的成像；分峰拟合理论上可以实现所有峰的成像。6. 如何用325nm激光器测拉曼光谱，PL和BPF这两块滤光片怎么用？使用325nm测试和其它的激光器测试类似，需要注意的是：激光器稳定半小时，软件中勾选紫外测试，使用紫外物镜，激光光斑进行聚焦。PL和BPF滤光片都是为了滤去激光器的等离子体线，PL和BPF分别针对测试PL和拉曼。7. 老师，做拉曼成像的时候勾选SWIFT，老是提示不兼容是怎么回事？可以考虑：是否工作在单窗口的模式下；成像区域的选择是否是长方形；控制盒上的开关是拨到SWIFT模式下。8. 100nm薄膜测试不到信号（532nm激发）答案见问题一。9. 老师，可不可以用显微共聚焦拉曼测重金属的浓度？重金属的浓度目前还没有用拉曼直接测试的好方法。但有间接的方法：加入指示剂，通过指示剂间接测试重金属的浓度；做成传感器（DNA/蛋白/小分子等为传感元件），以拉曼信号为输出。10. 老师您好，树脂样品532nm激光器基线上飘严重，降低hole值仍然，切换785nm后基线下飘，这个是荧光引起的吗，应如何调节或者加激光器呢？荧光背景干扰的可能性比较大。缩小Hole只能抑制荧光，不能消除荧光。建议先利用532 nm做个PL光谱看一看。降低激光能量；更换测量点；若荧光背景还是比较高，可以考虑选用紫外和更红外激光器试一试。椭圆偏振1. 请问在测试的时候起偏器不动但是检偏器旋转吗？在UVISEL系列椭偏仪中，起偏器和检偏器均保持固定，由相位调制器PEM起到调制偏振光的作用，没有机械转动的干扰，保证了仪器对椭偏角测试的高精度。2. 为什么可以测SIGe的组分？研究表明SiGe合金的含量与介电方程的实部有关，介电方程实部是通过椭偏仪分析得到的，因此在进行了大量标准样品与实部的关系推导后，可以根据未知含量样品的介电方程实部推算出合金含量。3. 要测试膜厚度，需要这个样品是透明的吗?样品可以是不透明的硅基底或透明的玻璃基底等，待测试薄膜需要是光学透明的，以便椭偏仪分析反射之后的偏振光信号。4. 不转怎么测椭偏角？UVISEL系列椭偏仪采用PEM相位调制技术，调制器虽然保持静止，但其内部光学元件的双光轴相位以50KHz高频发生变化，从而实现偏振光的调制。5. 椭偏仪的入射角是可调的吗？是固定几个值还是连接可调？入射角是连续可调的，但通常测试使用55-75度，主要与样品的布儒斯特角相近即可。例如，大多数半导体样品的布儒斯特角在70度附近，玻璃等样品在55度附近。6. 测SiGe的组分与测带隙宽度有关吗？没有7. 椭偏仪可以测不透明的样品吗？无法用肉眼判断样品是否光学透明，一般来说肉眼看到透明的样品，可透过可见光，而有些样品如SOI中的顶层硅薄膜，可见不透过，但仍然可以使用椭偏测试分析，因为其对近红外透过。8. 可以测碳纳米管吗？可以测试均匀的CNT薄膜，由于光斑大小限制不能测试单根纳米管9. 是相位调制器每变一下，收集一组光强吗？那请问相位改变一个周期内会采集多少组数据来计算psi 和delta。是的，通常8-16点HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

HORIBA Jobin Yvon公司非常高兴地向大家宣布，LabRAM系列又添新款--LabRAM Aramis，一种真正的全自动拉曼光谱仪全面上市。 该系统在保持了LabRAM系列仪器在市场上具有领先地位的性能，如：真共焦光路、高灵敏度、高分辨率以及配置灵活性等性能，此外将方便用户操作放在首位，人性化的智能全自动特性把您完全从更换光学元件和光路调节的操作中解放出来，所有的功能只需要点击软件即可实现。此外，还可事先设置好多组实验，如用不同激发波长，不同实验参数等，由仪器自动完成所有实验。系统由膨胀系数几乎为零的合金型材制作框架，激光光源，显微镜，光路中光学元件，光谱仪及CCD探测器等主要部件都刚性地固定于一个整体性机箱内和机箱上。它于2005年在上海大学召开的全国光散射会议上于国内展出，便以其高性能、智能全自动特性及高稳定性立即受到业内人士的广泛好评，时尚的外观更是受到用户的青睐。 系统采用460mm焦长，保持高分辨率。真正共焦光路设计，空间分辨率高，且计算机控制共焦孔径大小，无需对仪器进行任何调整即可非常方便地连续改变共焦深度。3个内置激光器和1个外置激光引入口，激发波长切换完全自动，无需手动更换或调节任何光学元件。此外，仪器可同时配备四块光栅，并由计算机控制自动切换，用户不但可以根据所检测的光谱范围选择适合的光栅，还可以通过选择光栅来改变分辨率和灵敏度，以满足不同样品的需求。LabRAM ARAMIS为分析、研究和质量控制等应用领域提供了更多的选择机会。可选件和附件显微镜：开放式显微镜、倒置显微镜大样品箱：可90o和180o激发，并可自动切换显微镜和大样品箱工作模式偏振附件：拉曼、激发光和白光等全系列偏振附件FTIR显微附件：全反射接触ATR FTIR显微镜选项附件：高精度三维平台，冷热台，光纤探头第二探测器出口：用于PL，NIR激发 Raman（1.1微米以上）及其它应用

前段时间，一项发表在环境科学领域权威期刊《环境国际》上的研究披露，科学家首次在人类血液中发现微塑料，进一步引发了微塑料对人体健康长期影响的担忧。我国高度重视微塑料对环境、人体影响的监测工作，越来越多研究机构已经开始布局微塑料研究。图片来自网络微塑料是指粒径小于5 mm的塑料颗粒，往往难以肉眼分辨，而拉曼光谱作为一种分子指纹光谱技术，结合显微成像，能够在微塑料的成分定性和颗粒统计中发挥重要作用，并且无惧水分干扰、无需复杂前处理。RS2000便携式拉曼与显微镜联用鉴知RS2000便携式拉曼系统可以与高性能光学显微镜联用，实现微米级塑料颗粒的表征和鉴别，根据样品的不同，还可选配不同波长的激光光源。RS2000具有以下优势： 1. 光学性能佳，分辨率优于6 cm-1，光谱范围覆盖200-3200 cm-1，采用深度制冷探测器，信噪比（SNR）超过7000，轻松进行微塑料的成分分析 2. 高分辨光学显微镜，可以进行微米级塑料颗粒的表征分析，并能够获取微塑料的二维图像信息 3. 方便移动，可以快速搭建分析平台，支持现场分析检测任务 4. 功能多样，既可以与显微镜连接使用，也可以通过探头直接检测不可移动的样品 5. 可靠性强，能够在复杂环境条件下使用常见塑料的拉曼光谱鉴知技术作为一家的光谱分析技术供应商，可以为研究人员提供定制化拉曼光谱检测配件和专业的技术指导，满足微塑料样品的现场快速检测需求。此外还提供各类光纤光谱仪，为科学研究提供更灵活的检测工具，详情可后台咨询。 鉴知技术可为用户提供不同配置的光谱仪

微波合成拉曼光谱“安东帕将微波合成技术带向新征程，迈向化学信息精准监测阶段。来看看这种联用技术在制药领域的巨大应用潜力吧！ 微波化学是什么？ 频段为2450MHz的电磁波与溶剂分子产生穿透、反射以及吸收，产生了特殊微波效应、热效应以及非热微波效应，可以对化学合成发挥巨大作用。穿透反射吸收常规合成的瓶颈在于如何优化反应条件，从而以合适的产率和纯度得到所需的产物。由于很多反应序列需要至少一步的长时间加热步骤，因此反应条件的优化通常耗时且困难。但利用微波辅助加热技术，可以将数天或数小时的反应缩短至几分钟甚至几秒钟，并可以快速测定反应参数，进而快速优化药物生产反应条件，提升化学制药的整体质量。与此同时，微波化学还能够提升化学反应的纯度。此外还可以通过产生新的化学反应，推动新产物的研发。 拉曼光谱是什么？ 当入射激光照射物质时，存在着极少数的光子与物质分子发生非弹性碰撞，反射出的光线频率就会发生变化，这种光散射现象就是拉曼散射。反射光线与入射光线的频率差被称为拉曼位移（cm-1）。拉曼位移与分子结构有一一对应的关系，因此物质的拉曼光谱能够表示物质分子的指纹特征。在化学药物合成中，溶剂和反应物、生成物一般都有很强的拉曼散射效应。因此，可以利用拉曼光谱检测各组分含量，还可以检测生成物的晶型，判断反应终点等。安东帕 Cora 5001 拉曼光谱仪微波合成-拉曼光谱联用技术 微波合成的典型应用领域就是为委托性合成进行工艺开发，并确保其能够符合GMP的要求。为了能够获得GMP程序的批准，必须确保能对每一过程无一遗漏地反向追查以保证重现性。在以往安东帕微波合成技术中，我们采用精准的传感器来测量重要反应参数如温度和压力，并以图示来确保反应的高重复性。而如今，安东帕将微波合成技术带向新征程，迈向化学信息精准监测阶段。借助拉曼光谱这一有利的分子指纹信息，用于实时监测化学变化，其光谱响应时间快，测量精准，并且能够监测反应体系真实状态下的化学数据。因此，微波合成-拉曼光谱联用技术对于药物化学合成具有重要意义。 应用案例：Biginelli环缩合反应 该反应可用于构建功能化嘧啶支架，它是多组分反应中很具代表性的实例。在反应过程中，乙酰乙酸乙酯、芳香醛、脲被连接，生成二氢嘧啶酮（DHPM），体系溶剂为乙腈。Biginelli的反应过程该反应可以获得很多功能化嘧啶，这种成分在维生素、核苷酸、蝶呤和一些天然抗生素中广泛存在，因此获得一种高效的合成路线对于制药企业来说是非常需要的。实验方法微波合成-拉曼联用系统的耦合方式将Cora 5001 Fiber拉曼光谱仪和Monowave 400 R微波合成系统耦合。安东帕使用了特殊的非金属拉曼探头，可以防止传统探头对于微波合成的干扰。入射激光会聚焦在玻璃反应管内用于收集反应腔中的样品的拉曼信号。1.微波合成参数如下：微波化学合成的反应条件2.拉曼实验参数拉曼光谱使用785 nm激发波长，功率为450 mW。拉曼测量与微波加热同时开始，光谱采集时间为500ms，每隔100s采集一次，直到1000s时微波加热程序结束。所有的光谱扣除基线，并以溶剂乙腈在2253.7 cm-1处的峰强进行归一化处理。溶剂乙腈的浓度在反应过程中基本不变，该信号是一个非常理想的内标参数。3.实验结果不同反应时间下的拉曼光谱：箭头指示的是不断上升的产物DHPM的特征峰反应终点时的拉曼光谱特征峰1650cm-1强度的增加表明了产物DHPM的生成。而在1150cm-1~ 1230cm-1光谱区域的信号强度下降与苯甲醛的消耗有关。4.化学反应监测数据的生成数据1：反应过程中的几个拉曼特征峰的强度变化数据2：反应工艺参数的详细视图使用微波合成-拉曼联用技术将会最终得到2组重要的监测数据。“数据1”为特征拉曼峰信号强度与时间的变化曲线，再结合“数据2”可以得到化学合成的进展。反应刚开始时，由于还没有达到所需的最低反应温度，所以代表产物DHPM的特征峰1650cm-1的强度只是缓慢增加；在300s时，体系中的动能达到阈值，反应开始明显加快；400s后，产物的特征峰变化曲线开始出现平台；随后进入到长达600s的保持时间；直到1000s时，DHPM的转化全部完成。微波合成对温度和压力的精准调控，允许实验人员进行复杂的合成反应控制。通过在微波腔中引进一个特殊的光谱仪端口，就可以实现在线拉曼光谱监测。微波合成-拉曼联用技术可用于研究化学反应动力学，即参与反应的物质的量随时间的变化量，以及反应参数（如温度、压力、浓度、介质）对反应速率的影响，帮助企业提高优化合成路线的工作效率。

成果名称激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪（LIBRAS）单位名称四川大学生命学院分析仪器研究中心联系人林庆宇联系邮箱lqy_523@163.com成果成熟度□研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 □合作开发 &radic 其他成果简介： 台式LIBS(左)、便携式LIBS（右） 手持式LIBS 技术背景 作为一种激光光谱分析技术，同其他光谱分析技术相比较而言，激光诱导击穿光谱（简称，LIBS）技术具有诸得天独厚的优势，特别是分析速度快，无需样品前处理，多元素同时分析以及所有元素都可测定等优势，这些优势都已经使LIBS技术逐渐成为一种非常流行的元素分析手段，在冶金地质、航空航天等众多应用领域也逐渐得到尝试性的使用。基于上述技术优点，本中心开发了激光诱导击穿光谱系列仪器，包括：台式LIBS系统，便携式LIBS仪器以及手持式LIBS分析仪，相关仪器的样机已展开多次的优化升级，实现了LIBS仪器的国产化突破。但是，虽然LIBS技术有上述众多优点，但是该技术本身却只是一种原子发射光谱技术，利用该技术也只能对被分析样品进行元素分析，获取被分析物质单一的元素构成信息，不能得到相关组成元素的结构信息，因此，利用单一的LIBS技术无法对样品进行全面系统的检测分析。而在地质勘探、石油录井等实际应用需求中，往往不仅仅要求对组成样品的元素进行分析，更重要的是要获取被分析物的结构信息，特别是关于地层岩石的岩性、结构以及矿物种类的综合信息，在这一点上，单纯靠LIBS技术肯定是无法实现的。因此，开发出一种即可实现元素分析，又同时可实现结构鉴定的快速原位光谱分析技术就显得十分重要。Raman光谱作为一种非破坏性的光谱分析技术，是很具吸引力的。该技术利用低能量激光作用于样品表面，通过接收物质所产生的散射光谱，知道物质的振动转动能级情况，从而可以鉴别物质结构、分析物质的性质。Raman光谱技术可以提供快速、简单、可重复、且无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头测量，一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。因此，Raman光谱技术和LIBS技术从仪器构成、光路设计到结果分析等方面都有着诸多相同或相似之处，将这两种技术结合在一起，开发出可同时得到原子光谱、分子光谱的激光光谱分析系统将有非常广阔的应用潜力。仪器先进性LIBRAS仪器可用于分析样品的原子光谱与分子光谱的原位同时分析测量，在获得同一微区位置元素组成信息的同时可以得到分子结构的相关信息，为进一步了解物质结构的微观世界提供了强有力的工具。该仪器作为国家重大科学仪器设备开发专项的自主研发成果，不仅填补了国内技术和行业的两项空白，更一举填补了风冷型高能激光系统的世界空白。目前市场上能够同时获取原子和分子信息的测量仪器十分有限，LIBRAS仪器的成功研制将进一步引领科学仪器的发展方向。LIBRAS仪器实现了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用技术从理论方法到产品实践的跨越，创造性地将常规联用技术中的激光单脉冲能量进行了数量级的提升。该仪器是世界首款整机系统高度集成且无需水冷装置的多功能联用仪器。而且，仪器的体积小，体重轻，结构紧凑，性能参数卓越。LIBRAS仪器能够更好地服务于地质、生物医学及环境污染监测等多个领域，为相关产业提供有效的原位快速分析新装备，降低分析成本，提高生产效率，彰显了该仪器广阔的市场前景及应用空间。仪器关键技术研发1. 独特的光学设计。采用一套光学系统，实现两种不同波长激发的两种不同类型信号的获取，光学系统内无任何移动镜片组件，结构稳，性能强。2. 创造性的高能风冷脉冲激光系统。采用自主研发风冷脉冲激光器作为LIBS光源，单脉冲能量100 mJ，整机无需水冷，体积紧凑。3. 创造性的实现高能激光器的低压低功耗供电。激光器可采用锂电池供电，使仪器的便携化成为可能。性能指标光斑尺寸：LIBS光路100 µ m；Raman光斑20 µ m；分析距离：40 mmLIBS部分：激光波长1064 nm；脉冲激光能量100 mJ；激光频率1 Hz（可联系激发）；脉冲宽度8-10 ns；光谱接收范围：可全谱接收（200-800选配）；Raman部分：激光波长532nm；能量 20 mW；光谱接收范围：540-750 nm（选配）应用前景：LIBRAS技术是LIBS技术的提升和扩展。由于Raman光谱可以用来研究分子的振动和转动情况，提供物质内部的结构信息，各种简正振动频率及有关振动能级的情况，但在物质所含元素，尤其是次要元素和痕量元素的检测方面，能力及其有限。而在油气开采、地质勘探、冶金、电力生产、环境卫生和深空探测等领域，如果既要检测物质中的主要、微量和痕量元素，也要知晓物质中分子组份和结构信息，单独的Raman技术，以及其他的现有光谱检测技术（比如，电感耦合等离子体发射光谱法、X射线荧光光谱法、气相色谱分析法等）都不能完成任务，只有把LIBS技术和Raman技术有机结合起来才能满足此要求。以油气开采为例：在录井现场完成分析，可以快速的做出解释评价，及时为勘探开发的的决策提供依据，减少了钻井现场等措施的时间，避免决策的失误。通过应用该技术，提高录井解释符合率上升10%以上，每年减少10%试油工作量，仅西南油气田每年可以节约勘探成本5-6亿元人民币。在国内外油气田推广应用，每年可以节约勘探开发成本50-60亿元人民币。降低油气勘探开发成本，扩大油气开发规模，为国民经济的持续发展做贡献。除此以外，例如在冶金、地质等领域，亦可以带来相当巨大的经济效益。知识产权及项目获奖情况：专利1：单脉冲激光源的双波长同轴激光诱导击穿-脉冲拉曼光谱联用系统及方法（发明专利，已提交）；专利2：激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用仪自动化测控系统（发明专利，已提交）；专利3：激光诱导击穿/拉曼光谱联用分析仪（外观专利，已提交）；其他：LIBRAS仪器入选&ldquo 2014中国科学仪器与分析测试行业十大新闻&rdquo 。

对科学仪器及分析测试行业而言，标准的重要性毋庸置疑。相关标准的制修订和推行对仪器技术及分析方法的市场推广具有非常重要的意义，特别是对市场活跃度比较高的、正在发展中的仪器类别而言，标准在市场中的指导价值也愈发凸显。　　作为分子光谱领域最具发展前景的仪器类别之一，拉曼光谱仪器技术以及相关应用的发展一直是大家非常关注的话题。多年以来，虽然拉曼相关的研究很多，从业群体也在不断壮大，但是由于拉曼光谱相关的仪器评价及应用标准等还不够完善，导致市场上拉曼光谱仪的技术性能和产品质量良莠不齐，相关的应用推广还存在不少困难，这也给拉曼光谱仪的生产、使用和市场推广带来了不利影响，对其进一步的推广和应用造成了一定程度的阻碍。　　不过，近年来，拉曼光谱相关的标准已经得到了明显的改观，并有加速的趋势。据不完全统计，目前拉曼光谱相关的国家标准有10项，行业标准有8项，地方标准有4项。另外，一系列的团体标准也已经发布实施。　　一方面，相关仪器及分析方法标准出炉，让市场有“规”可寻!　　特别值得一提的是，我国首次制定的《拉曼光谱仪通用规范》(GB/T 40219-2021)将于2021年12月1日正式实施。本标准的制定将结束国内外没有拉曼光谱仪标准的历史，其发布实施不仅规范了拉曼光谱仪生产厂家的生产检验标准，使得进入市场的产品品质更有保障，促进国内拉曼光谱仪产业更健康有序的发展，同时也提高了与国际同类产品的整体竞争水平。　　2020年10月9日，教育部办公厅印发的30个教育行业标准中，《JY/T 0573-2020激光拉曼光谱分析方法通则》将代替JY/T 002—1996《激光喇曼光谱分析方法通则》，当年12月1日实施，这也是该标准实施20多年来的首次修订，吸引业界很大关注。新《通则》对仪器部分以介绍通用原理为主，不涉及具体型号仪器的结构和技术指标，其中的术语、校准器具与材料、及拉曼光谱定量分析方法借鉴了美国试验与材料协会(ASTM)标准和日本工业标准(JIS)相关条款的部分内容。　　此外，2018年4月15日，由福建省计量科学研究院起草的《便携式拉曼光谱快速检测仪校准规范》JJF (闽) 1085-2018正式批准发布，2018年6月15日起实施，本规范为首次制定 2015年，国家质量监督检验检疫总局还发布了《拉曼光谱仪校准规范》(JJF 1544-2015)，为拉曼光谱仪的校准提供了规范准则。　　以上相关标准/规范等的发布实施，让拉曼光谱仪器/分析方法有“规”可寻!拉曼相关国家标准序号标准编号标准名称发布日期实施日期1GB/T 40069-2021纳米技术 石墨烯相关二维材料的层数测量 拉曼光谱法2021-05-212021-12-012GB/T 40219-2021拉曼光谱仪通用规范2021-05-212021-12-013GB/T 39540-2020页岩气组分快速分析 激光拉曼光谱法2020-11-192021-06-014GB/T 38569-2020工业微生物菌株质量评价 拉曼光谱法2020-03-312020-03-315GB/T 37984-2019纳米技术 用于拉曼光谱校准的频移校正值2019-08-302020-03-016GB/T 36705-2018氮化镓衬底片载流子浓度的测试 拉曼光谱法2018-09-172019-06-017GB/T 36063-2018纳米技术 用于拉曼光谱校准的标准拉曼频移曲线2018-03-152018-10-018GB/T 34899-2017微机电系统（MEMS）技术 基于拉曼光谱法的微结构表面应力测试方法2017-11-012018-05-019GB/T 33252-2016纳米技术 激光共聚焦显微拉曼光谱仪性能测试2016-12-132017-07-0110GB/T 32871-2016单壁碳纳米管表征 拉曼光谱法2016-08-292017-03-01（备注：以“拉曼”为关键词搜索的不完全统计）　　另一方面，一系列应用标准发布实施，推动应用深度拓展!　　随着仪器技术的进步以及相关应用的深入拓展，拉曼光谱相关的应用标准近年来陆续出台。比如2021年即将实施的《纳米技术 石墨烯相关二维材料的层数测量 拉曼光谱法》规定了使用拉曼光谱测量石墨烯相关二维材料层数的方法，为利用拉曼光谱法进行机械剥离方法制备的石墨烯薄片层数测量提供科学可靠的依据以及标准的实验方法，促进拉曼光谱在纳米技术领域及石墨烯相关二维材料产业中的推广应用，并为石墨烯相关二维材料的生产和研究提供技术指导。　　激光拉曼光谱法作为气相色谱法后新兴的组成分析方法，具有分析速度快的技术优势，能满足页岩气勘探开发过程中的气质快速分析需求。《页岩气组分快速分析激光拉曼光谱法》(GB/T 39540-2020)将给页岩气的快速检分析提供更为方便的检测方法。　　工业菌株是工业生物技术的关键和核心，菌株的质量评价在选育和投料过程中都不可或缺，但目前菌株评价方法大都包括生物量培养累积、目标代谢物提取和检测等繁琐的过程，评价周期长，不仅不利于工业菌株的快速筛选，而且延迟了生产的投料过程。《工业微生物菌株质量评价拉曼光谱法》(GB/T 38569-2020)规定了采用拉曼光谱评价工业微生物菌株质量的标准方法和流程，适用于发酵工业和基于微生物生物制造领域工业微生物(大肠杆菌、酵母等)的质量评价。　　制药领域一直是拉曼光谱“攻坚”的领域。《中国药典》于2010年版第一次以指导原则收载拉曼光谱法，2015版中国药典也将拉曼正式以检测方法列入药典附录，提高到了与红外同等的位置 2020年版四部理化分析通则再次修订。参照USP和EP，2020年版中国药典对拉曼光谱法作了一系列修订，更全面地介绍拉曼光谱法的技术，比如增加了方法适用性的表述、对不同仪器波数提出了不同的要求、反映了拉曼光谱法的最新研究和技术进展等。　　2020年版中国药典进一步明确了拉曼光谱法在药学中的应用范围，如“拉曼光谱能够脱机、联机、现场或在线用于过程分析，当实用长距离光纤，适用于远距离检测” “拉曼光谱既适合于化学鉴别、结构分析和固体性质如晶型转变的快速和非破坏性检测，也能够用于假药检测和质量控制” “拉曼光谱法用于晶型鉴别时，由于一般不需要制样，可以减少或避免研磨、压片等可能造成的转晶现象。波数低至太赫兹光区的特征光谱也可以提供用于多晶型研究和晶型鉴别重要信息”等，进一步明确了拉曼光谱法的作用，有利于推动拉曼光谱法在工艺开发和药品质量控制中的应用。　　除此之外，拉曼光谱技术在乳制品、果蔬、纺织、珠宝玉石、法庭科学等领域的应用也取得了一系列的进展，相关国标、行标、团标已经出炉。不过，相对于拉曼光谱仪目前的应用领域和未来亟待拓展的应用方向，相关的标准还不够，期待更多应用标准出台以助力拉曼光谱应用拓展“快马加鞭”!拉曼相关行业标准序号标准编号标准名称行业批准日期实施日期1JY/T 0573-2020激光拉曼光谱分析方法通则教育2020-09-292020-12-012SF/T 0080-2020单根纤维的比对检验 激光显微拉曼光谱法司法2020-05-292020-05-293SY/T 7433-2018天然气的组成分析 激光拉曼光谱法石油天然气2018-10-292019-03-014GA/T 823.4-2018法庭科学油漆物证的检验方法 第4部分：激光拉曼光谱法公共安全2018-06-252018-06-255SN/T 4698-2016出口果蔬中百草枯检测 拉曼光谱法出入境检验检疫2016-12-122017-07-016GA/T 1067-2013基于拉曼光谱技术的液态物品安全检查设备通用技术要求公共安全2013-05-222013-10-017SN/T 3236-2012纺织纤维鉴别试验方法 拉曼光谱法出入境检验检疫2012-10-232013-05-018SN/T 2805-2011出口液态乳中三聚氰胺快速测定 拉曼光谱法出入境检验检疫2011-02-252011-07-01（备注：以“拉曼”为关键词搜索的不完全统计）

01导读拉曼光谱和红外光谱是 最 重 要 的分析化学方法之一，可提供待测体系的化学键等关键结构信息。然而，它们应用于材料和生物体系的表面化学分析时，常面临着灵敏度偏低的瓶颈。四十余年来，人们持续致力于突破该瓶颈，推动相关技术的应用和产业化。近日，厦门大学田中群教授课题组回顾了拉曼和红外光谱技术的发展历程，系统性论述了表面增强拉曼散射光谱和表面增强红外吸收光谱的三种物理机制：等离激元效应、避雷针效应和耦合效应。从拉曼和红外光谱的基本原理和实际案例出发，提出了进一步提高拉曼和红外光谱的表面检测灵敏度的策略，即宏观光学系统与微纳光学衬底之间多尺度耦合，最 后讨论了将宏观光学-微纳衬底间的高效耦合拓展到亚纳米分子尺度的可能性，展望了更多种形式的多尺度光耦合策略。图1 SERS和SEIRA光谱灵敏度提高的策略与实践：从微纳结构衬底设计到光学设计。02研究背景拉曼光谱和红外光谱技术的里程碑式进展如图2所示，时间轴上、下分别为拉曼光谱和红外光谱技术。从发展历程可见：（1）1800-1974年主要集中在基本测试仪器和方法，从无到有地建立拉曼和红外及其衍生光谱技术；（2）1974-2010年则在已有测量仪器基础上，从无到有建立起表面增强拉曼和表面增强红外光谱方法；（3）1997年至今的表面增强拉曼和表面增强红外光谱逐渐提升为单分子水平。由此可见拉曼和红外光谱技术的灵敏度在不断提升，而其蕴含的发展驱动力是由痕量甚至是单分子水平待测样品的实际需求所诱发的。如何提升拉曼和红外光谱的检测灵敏度，是具有 重 大 挑战性的科学问题和技术难题。图2 拉曼光谱、红外光谱、及其衍生技术的的里程碑式进展节点，时间轴上、下部分别为拉曼和红外光谱技术。2.1 SERS和SEIRA的增强机理表面增强拉曼光谱（SERS）和表面增强红外吸收光谱（SEIRA）主要基于电磁场增强机制。SERS和SEIRA电磁场理论的核心在于借助光和金、银等纳米结构的相互作用，增强纳米结构表面狭小区域内的光电场（也称近场）。该狭小区域也称为“热点”。处于热点中的待测分子的光散射和光吸收截面都被增强，如图3所示。图3 SERS和SEIRA的电磁场增强原理。a是分子的Raman散射及拉曼光谱。b是吸附于金属纳米球表面分子的SERS的两步增强机理。c是SERS光谱的数据处理。d是分子的红外吸收及红外光谱。e是吸附于金属纳米棒表面分子的SEIRA的一步增强机理。f是SEIRA谱的数据处理。热点内的局域电场的强度与分子的光吸收/散射效率直接相关。提高SERS和SEIRA增强衬底表面热点内局域电场强度是SERS和SEIRA技术发展的关键难题。SERS和SEIRA增强衬底可划分为非耦合型增强衬底和耦合型增强衬底两大类。非耦合型增强衬底，如单个纳米粒子、金属膜以及非金属表面的金属探针等，通常只支持局域表面等离激元、传播表面等离激元和避雷针效应中的一种机制。非耦合增强衬底的局域场增强因子较小，通常小于5个数量级，是研究局域场耦合的模型结构。耦合型增强衬底，特别是具有纳米间隙或者纳米尖端结构的增强衬底，分子拉曼散射和红外吸收信号会得到显著增强，检测灵敏度可达单分子水平。典型的耦合型增强衬底结构有纳米颗粒-纳米颗粒二聚体（dimer）、寡聚体结构（oligomer）、阵列结构（array）、蝴蝶结（bow-tie）结构，和金（或银）扫描探针-金（或银）衬底耦合结构等，如图4所示。图4 SERS和SEIRA典型结构。a-f为SERS衬底结构，g-i为SEIRA衬底结构。其中a和g为局域表面等离激元纳米结构，c和i为传播型表面等离激元纳米结构，e为支持避雷针效应的针尖纳米结构。b、d、f、h和i为不同形式的等离激元耦合纳米结构衬底。除了提高衬底的局域电场强度，SERS衬底在应用中还存在衬底普适性低和信号重现性不足的难题。壳层隔绝纳米颗粒增强拉曼光谱（SHINERS）是克服这一难题的强有力的创新方法，在材料表面化学分析中已发挥出独特的技术优势和巨大的实际应用效能。SHINERS技术的关键是制备超薄介质壳层包覆的金（或银）核的核壳结构纳米颗粒，其中壳层材质如SiO2、Al2O3等具有绝缘性和化学惰性，既避免了分子吸附于金（或银）核表面产生干扰信号，又减小了纳米颗粒和待测衬底发生烧融的概率，提升了体系稳定性。借助SHINERS中金（或银）核与待测金属材料衬底的耦合作用，金属衬底上吸附分子的拉曼信号得到显著放大，例如，实现了对不同晶面Au、Pt等金属单晶上痕量电催化中间产物的识别，为揭示相关电催化反应的路径和机制提供了关键证据（图5）。图5 用于表面分析的SHINERS技术。a 衬底表面的SHINERS粒子示意图。b 吸附在Au(111)、Au(100)和Au(110)表面的吡啶分子的SHINERS光谱。c SHINERS实验示意图。电磁场强度由颜色代表，红色（强）和蓝色（弱）。d SHINERS粒子的TEM成像和Pt衬底表面的3D-FDTD模拟。e 在氧气饱和的0.1 M HClO4中的ORR过程三个旋转环盘Pt单晶电极上的极化曲线。转速为1600转/分，扫描速率50 mV/s。坐标轴j和E分别代表电流密度和电极势。f 变电位条件下Pt(111)电极表面的ORR测试的EC-SHINERS光谱。类似壳层隔绝技术的核-壳结构构筑策略也适用于SEIRA技术。由金壳层和介质内核构筑的阵列SEIRA增强衬底不仅在近红外区有等离激元响应，在中红外区也显示出宽光谱共振响应。如图6所示，位于近红外区域的等离激元响应源自于单个纳米壳结构的多极等离激元共振，而位于中红外区域的宽谱响应带则源自多粒子结构的偶极共振耦合。耦合纳米结构是提高SERS和SEIRA衬底表面增强性能的有效方式，通过耦合效应可将衬底拓展为SERS和SEIRA同时响应的衬底。图6 多个纳米粒子耦合同时用于SERS和SEIRA虽然基于上述耦合纳米结构的SERS和SEIRA增强衬底可有效提高拉曼和红外光谱的检测灵敏度，要实现超高灵敏的SERS和SEIRA测量尚有一定难度。成功的研究报道往往集中于拉曼散射或红外吸收截面较大的少数分子体系，其增强衬底结构在实际应用中尚面临一些困难。特别是如何使应用面最广的SERS或SEIRA衬底，如单个SHINERS粒子、TERS探针、单根SEIRA棒和nanoIR探针，也具备超高检测灵敏度，即使面对散射或吸收截面较小的分子仍可获得有效的检测信号。这一问题仍充满挑战。因此，进一步针对特定的微纳衬底而优化设计的宏观光学系统的研究成为迈上更高灵敏度这一新台阶的关键。2.2 基于维纳结构衬底的宏观光学设计SERS信号与多重因素有关，其强度具体可用下式表示：我们可以参考SERS的强度公式将SEIRA的强度表示如下：GSERS和GSEIRA分别表示衬底通过等离激元和避雷针效应造成的局域场增强。上述公式清楚表明，SERS和SEIRA的强度不仅与微纳衬底的增强因子有关，也与仪器的参数，如光耦合效率Ω、检测器效率Q、色散系统的通量Tm和光学系统的透过率T0直接相关。虽然在Raman和IR发展的历程中，针对光学系统的研究从未停止，但聚焦在光学系统和微纳衬底之间的耦合效率的研究还很少。耦合效率Ω可进一步展开为其中Ωe表示激发光的空间角集中程度、Sexci表示微纳衬底的定向激发性质、Me-e则表示激发光和衬底之间的匹配程度。Ωc表示收集系统的定向收集能力、Sscat表示微纳衬底的定向辐射属性、Mc-s则表示Ωc和Sscat之间的匹配程度。上述三个公式清晰地描述了宏观光学系统和微纳衬底之间匹配程度对获得超灵敏SERS和SEIRA光谱的重要意义。图7为SERS和SEIRA中传统的耦合光学设计，和考虑衬底与光学系统匹配后的耦合光学设计。与传统方式相比，后者可在微纳衬底表面激发出更强的热点，获得更灵敏的SERS和SEIRA检测效果。图7 SERS和SEIRA中的光学设计。a 传统的激发和收集光锥。b 抛物面反射式聚焦镜。c 折射式物镜。d 反射式物镜。e SERS和SEIRA中精细设计的激发和收集空心光锥。f 基于棱镜和波导结构的激发光学。g 基于棱镜的折射式空心光锥透镜。h 基于棱镜的反射式空心光锥物镜。角度激发。通过ATR棱镜定向激发SERS和SEIRA衬底获得更高检测灵敏度是最常见的设计宏观光学增强微纳光学衬底的例子。如图8中所示，在二氧化硅半球柱面镜上蒸镀一层Ag膜，扫描激发光角度，在很窄的角度范围内可观察到表面等离激元效应。在该角度下收集纳米粒子构成的SERS衬底的拉曼散射信号，其光谱增强性能与金属膜表面相比可提高2-3个数量级。而在SEIRA中， ZnSe半球柱面镜表面的金岛状膜衬底的SEIRA增强性能也强烈依赖激发光的入射角度。70°下激发获得的SEIRA强度比20°时高6倍。更多的基于波导结构激发SERS和SEIRA的研究也证明了将激发光能量集中在某一窄角度范围内，可进一步提高衬底的SERS和SEIRA性能。图8 基于ATR棱镜结构定向激发SERS和SEIRA。a-c 在SERS中通过半球柱面镜激发金属膜表面SPR，进而激发单粒子SERS。d-f 在SEIRA中通过半球柱面镜激发金岛膜SEIRA。定向辐射收集。定向辐射收集主要体现在SERS衬底表面。SERS衬底作为天线，它接收远场光并在近场区域产生电磁场“热点”，从而激发“热点”内的分子。分子辐射的拉曼信号再次激发SERS衬底并辐射至远场。研究表明远场辐射的SERS信号表现出强烈的定向辐射属性。如图9所示，二聚体和三聚体的SERS远场辐射信号集中在很窄的空间角度范围内，而该空间角度甚至超过了显微物镜的收集角度范围，导致大量信号无法被测量。该实验结果证明宏观光学系统设计在提高SERS信号收集效率方面是非常必要的。图9 二聚体和三聚体表面SERS信号的远场辐射特征兼顾角度激发和定向辐射收集的光学设计。角度激发可提高SERS与SEIRA的激发效率，定向辐射收集可提高SERS的收集效率。2017年报道的一种消色差的固体浸没透镜结构做到了两者兼顾。如图10所示，通过该物镜结构，激发光能量可集中在很窄的角度范围内，有效提高激发光与SPR效应之间的能量耦合效率，因此在SPR角度附近SERS信号才最强。同时该物镜的数值孔径高达1.65，可有效收集远场辐射的SERS信号。该物镜不仅支持Kretschmann结构，也支持Otto结构，数值分析结果表明在不同衬底材料表面散射的SERS信号均具有定向辐射特征，与一般的线性偏振相比，热点的局域场增强更高。图10 基于消色差固体浸没透镜光学设计兼顾角度激发和定向辐射。a-d KR-SPR-SERS结构光学设计及其角度激发和定向辐射性能的表征。e-j Otto-SPR-SERS结构光学设计及其角度激发和定向辐射性能的表征。光纤高效激发和收集耦合TERS。另一种兼顾激发和收集效率的设计是光纤耦合结构的TERS装置。在该装置结构中，银纳米线TERS探针组装在锥状光纤表面。线偏振激发光在光纤中传播的波导模式会在不同的空间位置与银纳米线探针的两个SPP模式TM0和HE1耦合。通过光纤角度和长度的优化设计，提高远场光与TM0模式的能量耦合效率，优化后的远、近场的耦合效率可达70%。考虑到TERS的两步耦合过程，总体的远、近场光耦合效率可达50%，即使在最简单的TERS装置上也可实现碳纳米管表面1 nm空间分辨率的化学光谱采集。图11 a 波导模式LP01和银纳米线探针的TM0和HE1模式之间的耦合示意图。b 通过TM0模式的近场和远场耦合。c TERS探针和光纤的SEM图。d 碳纳米管样品的形貌。e 沿着d中白色虚线的TERS强度分布。f d中虚线上A、B和C位置处的TERS光谱。光学设计拓展nanoIR和TERS的适用环境。近几年先后报道的液体环境纳米红外光谱技术均通过底部ATR光学结构激发实现。电化学TERS技术的一大难题是TERS的激发和收集光路路径上光传播介质发生了变化，造成常规TERS测量技术的不直接适用。如何在有限的空间内实现TERS光路与电化学池的有效光学耦合是一个关键的技术问题。如图12所示，在该设计中，电化学池被改造成由透明窗片、倾斜样品区以及电化学功能模块构成的结构。这一结构有效抑制了光路畸变对TERS测量的影响，由此成功获得了电化学反应前后的少量反应物和产物的TERS光谱。图12 电化学TERS技术。a 在电化学池中增加光学窗片，并减小与激发和收集物镜的距离实现的电化学TERS装置结构。b-c 溶液中TERS探针的局域电场分布。d 电化学反应过程中不同位置的TERS光谱。e 反应物和产物的空间分布。f 不同样品偏压下的产物。03总结与展望SERS和SEIRA分别显著提升了拉曼光谱和红外光谱的检测灵敏度，近二十年来，随着微纳光学技术的逐步发展，高性能的增强衬底不断问世。尽管目前对宏观光学系统与微纳衬底之间多尺度耦合效率的研究还较少，在可预见的将来，该问题终将被解决，这将使得应用面最广的球形纳米颗粒的光谱增强性能也有机会进一步实现数量级的提升。除了兼顾宏观和微纳光学的耦合设计，近年来基于原子尺度的避雷针效应与等离激元结合也实现了一系列的突破，如利用TERS技术实现了单分子、甚至单个化学键的成像。然而，可检测的分子体系仍限制于少量的分子种类。这就要求在提高宏观光学到微纳光学的耦合效率的同时，也要提高从微纳光学到原子尺度光学的能量耦合效率。这一问题的解决将不仅对TERS，对Nano IR的发展也不至关重要。在实际应用中，SERS和SEIRA的环境普适性也是一个重要的指标。特别是在TERS和NanoIR技术中，发展适配如能源化学中的多相界面体系或生命科学中的液相环境体系等具体应用场景的光学结构设计将具有重大应用意义。文章信息：该研究成果以"Advances of surface-enhanced Raman and IR spectroscopies: from nano/micro-structures to macro-optical design"为题在线发表在Light: Science & Applications。本文 第 一 作者为厦门大学的王海龙博士，共同通讯作者为田中群教授和王海龙博士。合作者包括尤恩铭博士、丁松园教授和印度SRM University- AP的Rajapandiyan Panneerselvam博士。

吸光度测量使用设备简单、操作便捷。大部分无机物和有机物都可以直接地或间接地用吸光光度法测量。吸光度测量主要用于液体或气体的定量分析，广泛应用于环境监测、化学分析、检验检测等领域。吸光度定义用单色光照射某一吸光物质或溶液，测量单色光照射前的强度（即入射光强度I0）以及透过吸光物质后的强度（即透射光强度I），定义透光度（transmittance）T 为定义吸光度（absorbance）A为光的吸收定律朗伯-比尔（Lambert-Bear）定律，也称光的吸收定律，是吸光度定量分析的基本关系式。其数学表达式为： ε. 为摩尔吸光系数，与溶液的性质、温度和入射光波长有关 为溶液光程长度，即为比色皿的尺寸，单位为cm 为溶液浓度，单位为mol/L。公式表明当溶液入射光波长和光程长度固定不变时，吸光度与溶液浓度成正比关系。在测试未知样品的浓度的实验中，可以测量数组已知确定样品浓度和吸光度的数据，构建吸光度与样品浓度的正比关系式，通过测量未知样品的吸光度来求解未知样品的浓度。吸光度测量整套仪器搭建方案整套仪器由微型光纤光谱仪（含软件）、光源、比色皿支架和光纤跳线组成，见下图。具体配置清单：产品名称数量微型光纤光谱仪（含免费配套软件）1光源1比色皿支架1光纤跳线2仪器介绍微型光谱仪RGB-ER-CL微型光谱仪 采用交叉非对称C-T光路结构，配置先进的CMOS探测器，是一款结构紧凑、携带方便的通用型微型光纤光谱仪，适用于科研及工业生产的光谱测量应用，具有高灵敏度、高分辨率、高量子效率和高动态范围的特点。RGB-ER-CL微型光谱仪响应范围为200～1000nm，狭缝为25μm，分辨率为1.5nm。RGB-VIS-NIR-CL的波长范围为400～1100nm，狭缝为25μm，分辨率为1.0nm。用户也可以选择不同的光栅配置，得到不同的光学分辨率和光谱响应范围，以满足不同的应用需求。另外针对其它波段如200～900nm/200～1000nm/300～1100nm/700～1100nm等可以提供定制。该款微型光谱仪免费提供配套光谱测量软件KewSpec。软件包含查看、保存、读取光谱图和数据，以及积分时间、Boxcar平滑和信号平均等信号处理等基本功能，还包含光谱测量、吸光度、透过率、反射率等应用测量模式。操作界面简洁明了，易于上手。光源吸光度测量常见于紫外-可见波段，根据待测样品的特征波长范围选择合适的光源。HLS-1卤钨灯光源 波长范围360~2500nm，可直接出光或也可由SMA905端口连接光纤耦合输出。输出光强度可调，光源前端设有支架，可根据需要安装滤光片或衰减片。DLS-1氘-卤钨灯 是一款可提供190~2500nm的紫外-可见-近红外波段连续输出光谱的一体化复合光源。采用SMA905端口连接光纤输出，输出光功率稳定。氘灯和卤钨灯可分别开启，卤钨灯输出光功率可调，用以搭配氘灯输出光强。光源前端设有支架，可根据需要安装滤光片或衰减片。比色皿支架CH-4四向比色皿支架 是常用的光谱测量附件，光程长度1cm，支架的四面均连接一个CL-UV准直透镜。用于吸光度测量时，光纤接在两个相对的准直透镜。光纤跳线KEWLAB提供各种波长范围、光纤芯径和长度的光纤跳线，广泛应用于光谱分析领域。该光纤跳线具有坚实耐用、稳定性高、传输损耗小等特点。连接光源、微型光谱仪，起到传输光谱信号的作用。根据客户的实际应用需求，可选择不同型号的光纤跳线。光纤跳线覆盖光谱范围：190-2200nm光纤芯径可选范围：200、400、600、1000μm等标准长度：0.5m、1m、2m，其它长度可定制外壳材料：金属或塑料实测案例以HLS-1卤钨灯为光源，使用RGB-VIS-NIR-CL微型光谱仪（400-1100nm）搭配整套设备测试不同浓度胭脂红色素的吸光度光谱曲线。

2011年11月29日 14:30-15:30，海洋光学在仪器信息网上成功举办了“微型光纤光谱仪在宝石鉴定中的应用”在线语音研讨会，对此次报名关注的近100名观众，海洋光学致以最诚挚的感谢。本次研讨会主要介绍了基于海洋光学光谱仪进行反射测量的全波长光谱分析仪------GEM-3000珠宝检测仪。通过快速有效地检测数百种珠宝的光谱反射特征曲线，对比标准珠宝谱图来判定珠宝样品是否染色及真伪。相对于传统光谱法检测珠宝，GEM-3000具有检测速度快，可对任意形态任意大小样品做无损检测，长波紫外检测稳定性好的特点，特别适用于珠宝质检机构及珠宝商用于金珍珠、黑珍珠、红珊瑚、钻石、蓝宝石、翡翠等珠宝的真伪鉴定。填补了珠宝行业目前无法无损检测金珍珠和黑珍珠的空白视频回放请点击：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInfo.asp?infoID=30512月海洋光学还将以开展分别以太阳能模拟器、拉曼光谱仪、膜厚测量、球\平面光学器件测试系统为主题的在线研讨会，了解最新信息请关注：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20111202/3683816/如果您想进一步了解光纤光谱仪及其应用，如果你有更好的建议和意见希望和我们分享，请关注我们的论坛：http://bbs.instrument.com.cn/forum_653.htm 总部位于达尼丁,佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。自1989年以来，已有近200,000台海洋光学的光谱仪被应用于各行各业。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、传感器、光纤、薄膜和光学元件等等。 更多详情，请点击www.oceanopticschina.cn