表面增强拉曼光谱的研究进展

本文从提高表面拉曼光谱检测灵敏度和空间分辨率两个方面的发展叙述表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱的原理、方法、特点以及最新进展。对利用表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱研究金属表面上分子吸附等方面的应用进行总结 ,并对他们的应用前景做了预测     

海洋光学微型光纤拉曼光谱仪在三聚氰胺测量中的应用

1928年印度科学家在实验中发现了拉曼散射,经历80多年的发展。这一能用光谱来表征分子或晶体结构组分信息的光谱技术引起了越来越多人们的重视。在此技术上开发的便携式拉曼光谱仪也成为一种重要的检测手段。具备快速,原位,无损,便携等优点海洋光学的拉曼光纤光谱仪在安检,医药,食品安全,珠宝鉴定等领域具有广泛的应用前景。本文着重阐述了拉曼光谱仪在三聚氰胺检测中的应用和实验对比。     

拉曼光谱在中药注射剂鉴定中的应用初探

分析了中药注射剂的重要作用,探讨了利用拉曼光谱进行中药注射剂鉴定的可行性。运用拉曼光谱检测了中药灯盏花素注射剂和红花注射剂,并对其拉曼谱图进行了分析。灯盏花素注射剂和红花注射剂的拉曼谱图中虽然荧光背景很强,但依然包含了不少有用信息,这表明利用拉曼光谱鉴定中药注射剂是可行的,但是测量技术和技巧还有待进一步提高。     

高精度测温拉曼激光雷达光谱仪的光学设计

为了抑制边缘纯转动拉曼光谱成像偏差,提出了一种高精度测温拉曼激光雷达光谱仪光学系统设计。该系统利用非球面透镜组对光谱仪成像球差进行校正,针对光谱仪10mm/nm的线分辨率要求,采用双光栅结构设计并对测温拉曼光谱仪各参数进行光线追迹,拟合得到双光栅的入射角、准直镜焦距和聚焦镜焦距的最优值。将拟合最优化结果代入Zemax软件进行优化分析,结果显示单个成像光谱成像宽度控制在0.771 5mm,间隔0.1nm的纯转动连续光谱成像中心间隔可以达到1mm,满足了线阵探测器对成像质量的要求。通过计算在J=6级的纯转动拉曼后向散射信号对瑞利-米散射信号实现了108抑制,达到了高精度纯转动拉曼激光雷达测温的目的,解决了目前双光栅光谱技术无法达到提取355nm波段纯转动拉曼高光谱精度的要求,对测温拉曼激光雷达的技术发展有着深远的意义。     

手持式拉曼光谱危爆品检测仪的研究与设计

为满足机场、火车站、地铁等公共场所危爆品检测需要,设计开发了手持式拉曼光谱危爆品检测仪,阐述了仪器整机系统、硬件平台和软件平台的设计思想及方法。选取6种易燃易爆危险品作为测试物,对仪器的基本性能进行检验。实验结果表明,该仪器可以快速准确测定6种物质的拉曼谱图,检测相似度高。仪器拥有良好的稳定性和准确性,能够满足安检一线的实际需要,具有广泛的应用前景。     

基于高波数拉曼光谱的口腔癌检测方法研究

目前口腔癌触诊检查依赖于医生经验,术中冰冻切片的检测方式为有创检测,准确性较低,为满足临床手术对口腔癌检测的实际需求,研究了基于高波数(2 400～4 000 cm~(-1))光纤激光拉曼光谱的口腔癌检测方法。研究光纤拉曼光谱实现口腔癌检测的原理,分析了主成分-线性判别分析(PCA-LDA)统计算法的可行性,搭建了便携口腔癌组织检测光纤拉曼系统,制备了口腔癌组织和正常组织病理切片,采集了口腔癌组织和正常组织的高波数拉曼光谱,利用PCA-LDA算法对光谱进行处理和分析。光谱分析结果表明,癌组织和正常组织的平均光谱在2 780、2 890、2 936、3 180、3 285、3 300、3 650 cm~(-1)有较大区别,利用PCA-LDA分析,对正常组织和口腔癌组织拉曼光谱进行降维分类,检测准确率为96.6%,与共聚焦显微拉曼光谱检测相比,提高了检测效率,较指纹拉曼光谱检测准确率提高约0.6%,研究表明高波数拉曼光谱结合统计学方法可以较好的区分正常组织和癌组织,有望成为一种高灵敏度,高时效性和高准确率的口腔癌检测方法,对术中口腔癌检测有重要意义。     

基于拉曼光谱的微结构应力测试方法

讨论了利用拉曼光谱来定量分析由单晶硅和多晶硅材料构成的微机械结构应力测试方法,说明了该方法的基本原理,推导了单晶硅应力σ与相对拉曼频移△ω及多晶硅应力τ与相对拉曼频移△ω的关系,使基于硅体系的拉曼应力测试公式体系化.应用拉曼光谱测试方法对微加速度计悬臂梁和微谐振器支撑梁进行了应力测试.     

拉曼特征峰提取在多组分混合溶液检测中的应用

拉曼光谱作为一种快速、无损检测技术受到越来越多的关注,已经广泛应用于食品安全监督、纺织纤维分析、危险品和毒品的检测、考古鉴定等多个领域。本文主要利用不同物质的拉曼光谱所具有的明显特征峰,提出了一种基于拉曼光谱特征峰提取的多组分混合溶液检测方法。该方法可以直接测得混合溶液的激光拉曼光谱,然后经过光谱预处理与特征峰提取、特征峰匹配的方法,能够定性的识别出混合溶液中的主要物质成分。利用甲醇、甲苯、丙酮、乙醇分别进行混合识别,从而验证了算法的有效性。实验结果表明,整个识别过程快速、有效,需要样品量少、无需前处理,测试过程对样品无损,不产生化学污染物,是对混合溶液检测的一种有效方法。     

激光拉曼光谱的若干应用技术

目前国内在运用拉曼光谱进行光谱——结构研究方面,已作了不少工作,但分析应用方面的报导仍不多见。本文拟就拉曼光谱在分析应用方面的若干技术作些简要介绍供参考。 Sloane曾对红外光谱和拉曼光谱在样品处理、仪器结构和应用方面的差别作过详细的比较。由于拉曼散射出现在光谱的可见区,并且能对水溶液进行测量,固此拉曼光谱有着特殊的显著优点。红外与拉曼光谱     

微尺度实验力学研究中微拉曼光谱技术的应用分析

对光栅色散型拉曼光谱仪进行了介绍,对碳纳米管纤维材料多尺度结构进行了分析,并利用宏观拉伸试验、原位微拉曼试验等对碳纳米管纤维进行多尺度试验,研究了微拉曼光谱技术在微尺度实验力学中的应用。     

表面增强拉曼光谱检测单根有色纤维中染料的探究

利用表面增强拉曼光谱对有色纤维中染料进行表征,研究该方法对单根有色纤维上染料的检测能力。方法:将制备好的纳米银溶胶直接滴加在有色纤维表面,采用InVia激光显微共聚焦拉曼光谱仪在785nm激发波长,50倍物镜条件下,对分散红17染色的单根棉纤维进行拉曼光谱表征。结果:通过对分散红17染色的单根棉纤维进行检测,可以发现,表面增强拉曼光谱可以检测出纤维中的分散红17染料。结论:表面增强拉曼光谱在检测单根有色纤维中染料方面具有潜在的应用前景。     

典型食用油的荧光光谱特性与拉曼光谱特性研究

本文结合激光诱导荧光技术和激光拉曼技术,建立了基于光谱分析的食用油快速分析系统,并利用此系统测量了多种油类样品的荧光光谱及拉曼光谱信号,结果表明,油类样品存在极为丰富的荧光信号和拉曼信号,不同种类的油类样品信号存在较大差异。因此,食用油的激光诱导荧光光谱和拉曼光谱可以作为食用油安全快速检测的一种依据,适于发展快速监测仪器。     

近红外拉曼光谱在检测白酒酒精含量的应用

本文初步探讨了运用近红外拉曼光谱技术检测白酒酒精度的可行性。给出了将全光谱数据利用BP人工神经网络所建模型和小波处理后的光谱数据利用偏最小二乘回归所建模型,并与拉曼传统方法-特征峰强比值法的预测结果进行了比较。结果表明,利用小波消噪后的数据建立的模型效果最好,预测相关系数R由传统方法的0.914 3提高到0.968 7,均方根误差由2.064 6降为1.585 9,说明对于含水较多且成分复杂的样品,拉曼光谱分析技术是可行的,并且比传统的建模方法效果好,利用小波预处理后全光谱建模效果更好。     

基于定镜动态准直的傅里叶变换拉曼光谱仪

本文介绍了一种基于定镜动态准直的傅里叶变换拉曼光谱仪。光谱仪采用了迈克尔逊干涉仪将拉曼光信号调制成干涉信号,通过计算机对干涉信号做快速傅里叶变换(FFT)得到拉曼光谱。为了克服干涉仪中动镜和定镜两面平面反射镜之间在运动过程中产生倾斜和振动,导致拉曼光谱调制度和信噪比降低,设计中采用了通过控制三个磁力线圈的磁场力的方式动态调整定镜的姿态实现动态准直。采用单晶硅材料作为样品对仪器性能进行测试,实验结果表明,该拉曼光谱仪的分辨率达到2 cm-1,测试硫的光谱和三氧化二锑的光谱的信噪比优于100:1。该仪器的设计和研发为我国未来同类仪器的创新发展做出有益探索。     

激光拉曼光谱相似性测度方法

现代固体激光器、光谱仪技术和软件技术的进步使激光拉曼光谱快速进入实用阶段,并开始广泛地用于物质结构分析与鉴定。文章详细地阐述了拉曼光谱的基本原理,指出拉曼光谱的本质是可见/近红外光谱,重点对采用激光拉曼光谱进行物质鉴别分析时常用的三类相似性测度方法——距离测度、相似性函数和峰匹配作了深入的分析,并就各种方法的特点做了说明     

便携式拉曼光谱仪发展综述

拉曼光谱仪已经广泛应用于分析化学、安全检查、生物医学等领域,小型化、智能化是其发展的重要方面.便携式拉曼光谱仪具有体积小、检测方便等特点,便于现场测量与分析.目前,在药物检测、机场安检、爆炸物分析等领域便携式拉曼光谱仪受到青睐.对国内外产业化和实验室的便携式光谱仪的发展进行了比较全面的综述,最后对便携式拉曼光谱仪的发展...     

多波长激发高分辨率微型拉曼光谱仪设计

针对不同激光波长激发测试样品所需拉曼光谱范围的差异性问题,同时为了保证拉曼光谱仪的小型化及高分辨率需求,提出一种以Czerny-Turner光路结构为基础的微型拉曼光谱仪,通过Zemax光学设计软件对光谱仪的准直镜、聚焦镜、柱面镜、光栅以及CCD的倾角及距离进行了优化。该仪器激光波长为633 nm,光谱范围为640～800 nm。进一步优化光栅旋转角度并配合聚焦镜,可使此光学系统同时适用于激光波长532 nm、光谱范围540～650 nm和激光波长785 nm、光谱范围790～1 000 nm两个波段。拉曼光谱仪分辨率为0.1 nm,该光谱仪在保证高分辨率的情况下解决了不同波段范围光学结构差异性大而导致光机设计很难整合在一起的问题。     

连翘苷的共焦显微拉曼光谱与普通拉曼光谱

目的：分别采用共焦显微激光拉曼光谱仪和普通拉曼光谱仪测定连翘苷对照品固体粉末的拉曼图谱,对比两种仪器所获得的图谱,总结两种拉曼光谱的优缺点。方法：采用RM-1000型共焦显微激光拉曼光谱仪和国产某型号激光拉曼光谱仪检测连翘苷对照品粉末的拉曼谱图,对其拉曼图谱进行比较并对结果进行分析。结果：两种拉曼光谱中均显示出了连翘苷的主要拉曼特征峰,可以用于定性鉴别;普通拉曼光谱图未显示出连翘苷的指纹峰,且其拉曼峰强明显弱于共焦显微拉曼图谱。结论：采用共焦显微激光拉曼光谱仪用于连翘苷的定性研究比普通拉曼具有明显优势,可以用于中药有效成分的鉴别。     

荧光、拉曼和红外等三种分子光谱仪器的上机培训

分子光谱实验室中荧光、拉曼和红外光谱仪的上机培训主要包括三个内容:光谱原理、仪器构造和软件操作,其中光谱原理和仪器构造是重点。此外,在培训时还应注意荧光、拉曼和红外在原理和上的区别和联系。     

紫外-可见光双通道拉曼光谱仪光学设计

紫外拉曼光谱技术具有高强度拉曼散射、无荧光干扰的特点;可见光拉曼光谱技术可实现低波数、高分辨率探测。为兼具两种激发波长的优势,设计了一款对称分布的双Czerny-Turner光路聚焦于一个探测器的双通道拉曼光谱仪。通过元器件的选型和初始结构的计算,在不增加多余元器件的情况下,对弧矢方向像散进行补偿,避免了像面上的能量损失。配合Zemax软件对双通道光谱分别进行建模优化,最终实现了对400~5000 cm^-1（266 nm激发）和50~3500 cm^-1（633 nm激发）两段光谱的同时探测。均方根半径、点列图和调制传递函数等评价指标有效验证了设计的合理性和可行性。结果表明,两套拉曼光谱仪分别可达8 cm^-1和5 cm^-1分辨率,本设计具有高分辨率、低波数、多波长激发、集成化等优势。