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【拉曼技术新突破】简智首推阵列光斑技术,拉曼进入“面测量”新时代
点击次数:5151 发布时间:2019-04-03

       拉曼光谱一直使用“点测量”的方式,简智仪器利用自身元器件级设计研发能力,率先推出“面测量”方式的便携式拉曼光谱产品,在不降低拉曼信号强度的情况下,实现厘米级检测范围。在检测区域内,激光能量均匀分布,不仅轻松实现非均匀混合物的准确检测,还彻底杜绝引燃引爆危险品、或灼烧损坏样品的风险。

 

      “点”到“面”的突破,将大幅扩大拉曼光谱技术的应用范围,助力拉曼技术更好的在应用实践中推广。拉曼光谱进入“面检测”新时代。

 

     简智仪器推出全球首款搭载MOEMS阵列光斑检测技术的手持式拉曼光谱仪。

 

    近年来,拉曼光谱在食品安全、公共安全、生物医药、材料化工、高价值物品鉴定等快速检测领域被广泛应用。拉曼光谱具备诸多优点,无损、便捷、快速、稳定、准确,因此拥有非常大的发展潜力和应用前景,很多厂家也先后推出了各种拉曼产品,实现了很多应用突破,但在拉曼底层原理上,一直没有太大的突破和进展。

    我们知道,拉曼光谱测量有一个显著特征就是“点测量”,即拉曼光谱的测量位置为一个直径在0。1毫米的“点”。这样的点测量方式可以保证最大的拉曼光谱收集效率,对于一些特定应用是非常方便的,比如需要对天然宝石中的包裹体进行研究,或者体积较小的物体(如20ct以下的钻石)。但在有些时候,高聚焦反而是一种缺陷,甚至变成阻碍拉曼光谱技术在应用中推广的障碍。

 

传统拉曼缺陷一:引燃引爆危险品、灼烧损坏样品

   由于单点聚焦方式下,激光功率过于集中,而深色样品又会吸收大部分的激光能量转化为热量,因此在测量深色样品时候,本来“无损”的拉曼光谱,反而变成了“危险品”。

    以目前市面上常见的便携式/手持式拉曼光谱仪为例,为了保证测量效果,一般激光功率为250-500mw,焦斑直径约0.1mm。这样的功率密度,足以立刻引爆爆炸物等常见危险品,也可以引燃深色塑料、纺织品,甚至在测量贵重文物珠宝时,也会造成一些样品的损坏(如绿松石、珊瑚、字画等)。

传统拉曼

测量深色样品,样品灼烧冒烟

 

传统拉曼缺陷二:无法准确测量非均匀混合的固体样品

   由于传统拉曼聚焦光斑直径只有0.1mm,因此当遇到非均匀混合的固体样品时,很可能测量的那个“点”上并没有目标物质。

   例如注胶的C货翡翠,如果用拉曼光谱测量时,选择的测量点上没有胶,可能就会被误认为A货翡翠。再例如对于一些混合了食用辅材的违禁品、药品,直接测量很可能会只测到食用辅材的成分而导致误报。

非均匀混合的胶囊药

 

Moems阵列光斑安全检测技术诞生

    我们知道,聚焦测量下拥有最高的拉曼光谱收集效率,而低功率密度和非均匀固体测量都需要有较大的检测面积,那么,在检测面积和光学效率上,是否可以二者兼得呢?

    简智仪器利用自身元器件级的设计研发能力,率先推出MOEMS阵列光斑检测技术,实现拉曼光谱测量方式“点”到“面”的重大突破!

    简智仪器研发人员的设计灵感来自于复眼昆虫,其拥有上百个“小眼睛”,每个小的眼睛均可独立成像,通过复眼结构,昆虫能获得了更高的视野和反应速度。如果像复眼一样,有无数个小透镜同时对激发光聚焦,我们就可以在透镜的焦平面将激发光平均分配为很多份。每个小的透镜都是一套独立的光学系统,光谱仪狭缝和样品激发位置构成物象共轭关系。由于小透镜位置不同,我们可以把检测点覆盖在一个很宽的范围同时检测,解决了拉曼检测实际上只能进行“点测量”的问题。

 

    这就是简智仪器通过研究率先推出的MOEMS 阵列光斑检测技术,不止解决了拉曼光谱高聚焦容易引起样品的灼烧的问题,同时实现了拉曼检测技术从“点测量”到“面测量”的突破。简智仪器依托自身元器件级的研发设计能力,突破重重设计和工艺难点,将传统拉曼中使用的单一透镜,优化为阵列微透镜,然后再做对应的光路系统的优化,研发出来的复眼仿生的MOEMS拉曼探头,实现将检测范围扩大为厘米量级!而光点能量降低1-2个数量级,并且在检测范围内,均匀分布上百个聚焦光斑点;并且每个光斑点,保持了高数值孔径,在不显著降低接收效率的前提下,又均匀地分摊了激光照射功率,可以对样品进行大面积检测。

全球首款

    特别是在测量危险样品时,由于单点功率低于5mw,因此,绝 对 安 全彻底杜绝拉曼光谱灼烧损坏样品,或者引燃引爆危险品的可能性!并且在均匀分摊激光功率的同时,保持超高拉曼接受效率,不会因为测量深色物体而导致信号恶化无法正确分辨简智仪器有信心,MOEMS将成为下一代便携式拉曼光谱的常态性必配技术。

 

    简智仪器现场快检技术发展高峰论坛暨2019简智新品发布会上发布该项新科技,为拉曼光谱底层核心技术革新拉开了序幕,拉曼光谱进入“面检测”新时代。

 

    简智仪器即将推出全球首款搭载MOEMS阵列光斑检测技术的手持式拉曼光谱仪。敬请期待。

 

全球首款MOEMS阵列光斑手持式拉曼光谱仪

简智仪器

国家标准起草单位

航天级产品供应商

拉曼光谱技术变革推动者

拉曼快检领军企业

 

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