拉曼探測器有諸多選項，每一種探測器都有其獨特的優(you) 勢和缺點，隨著拉曼光譜技術的發展，主要的探測器類型分為(wei) 以下三種：pmt和mcpS、CCDs和ICCDs、SPADs。
拉曼探測技術分類與(yu) 發展
1. pmt和mcpS
在20世紀40年代，pmt首次被用作拉曼實驗的光敏弱光探測器。門控隻能通過外部觸發脈衝(chong) 來實現，在20世紀60年代，pmt被用於(yu) 門控受激光散射識別，為(wei) 未來的TG拉曼探測器鋪平了道路。後來的mcp使熱重測量達到飛秒範圍。在這種檢測布置中，使用微通道板將圖像增強器置於(yu) 光電二極管陣列的前麵。圖像增強器的線性問題限製了它們(men) 與(yu) 熱重測量裝置相結合的適用性。通過強化光電二極管陣列可以進一步提高靈敏度。原則上，mcp是真空管組件中的電子倍增器，它將入射電荷倍增到二次發射。由於(yu) 有許多通道允許空間分辨率，mcp可用於(yu) 解決(jue) 時間延遲。它們(men) 還能夠在MHz區域快速切換，使其適用於(yu) tg相關(guan) 的拉曼測量。更常見的是使用微通道板光電倍增管(mcp - pmt)，因為(wei) 組合在兩(liang) 種檢測器元件的優(you) 點。pmt是一種特殊的真空玻璃密封電子管，旨在通過從(cong) 光電陰極產(chan) 生電信號來增強弱光信號(highest可達單個(ge) 光子)。
mcp - pmt的一個(ge) 缺點是嚴(yan) 重的“老化”問題，這是由殘餘(yu) 氣體(ti) 的離子撞擊和破壞光電陰極引起的。這導致探測器的量子效率迅速下降，並且在儀(yi) 器響應函數的頻寬點處產(chan) 生令人惱火的二次顛簸和不規則的尾。這可以通過原子層沉積和薄氧化鋁或氧化鎂層塗層來解決(jue) ，以減少MCP襯底的排氣。盡管mcp - mpt作為(wei) 拉曼探測器似乎已經過時了，但它們(men) 的靈敏度令人滿意，具有合適的時間分辨率，並且它們(men) 的發展與(yu) 其他国产成人在线观看免费网站相關(guan) 。例如，zui近的進展表明，mcp - mpt是熒光壽命成像的合適探測器。
2. ccds and ICCDs
一般來說，ccd是RS中特別常用的檢測器變體(ti) ，但對於(yu) TG設置，它們(men) 需要高度敏感(單光子計數能力)，允許快速外部觸發，並具有亞(ya) 納秒範圍內(nei) 的時間分辨率。iccd符合這些要求。光學克爾門控，它的作用就像光譜儀(yi) 入口狹縫前的一個(ge) 光百葉窗，已經被幾個(ge) 小組用來觸發CCD。這種設置需要空間，因此限製了係統的可移植性。Talmi製定了拉曼多通道和門控檢測的選擇指南。1993年，Tahara和Hamaguchi首先通過構造一個(ge) 增強的基於(yu) ccd的條紋相機實現了高靈敏度和良好的時序分辨率。TG拉曼裝置中的條紋相機將樣品的背散射光引導到光電陰極上;當電子被光子擊中時，通過在陰極管(稱為(wei) 條紋管)的陽極上的高速電壓坡道(用於(yu) 正負直流偏置)來加速電子。電子束(條紋)的運動從(cong) 負極側(ce) 交換到正極側(ce) ，然後通過熒光粉屏幕通過增強器進入CCD檢測器。這種掃描模式可以獲得三維圖的檢測結果(強度vs頻率和時間)。
使用電子倍增電荷耦合器件(emccd)是進行基於(yu) 條紋的熱重測量的一種擴展選擇，可以提高檢測靈敏度，這是一些CCD探測器的附加功能。
iccd通常需要Peltier冷卻(從(cong) - 20°C到- 100°C以下)，通常不是水冷卻或液氮冷卻。這些組件影響著電子器件、整體(ti) 尺寸、成本和iccd的複雜性，目前iccd的規模仍然相當大。
3. SPADs
cmos工業(ye) 技術標準能夠以低成本和更小尺寸設計高速電子元件與(yu) spad相結合，而無需探測器冷卻。這使得在一個(ge) 微小的固態芯片上安排簡化的光探測和快速(亞(ya) 納秒)讀出電路成為(wei) 可能。
首ge SPAD陣列探測器由Rochas等人於(yu) 2003年研製。SPAD探測器非常靈敏，在高速下不會(hui) 產(chan) 生明顯的讀出噪聲，允許精確定時，並且與(yu) ccd相比，不需要額外的前置放大器來達到這種靈敏度水平。即使隻有一個(ge) 光子進入探測器的耗盡區，也會(hui) 觸發雪崩擊穿，直接產(chan) 生用於(yu) 讀出測量電子器件的高速邏輯級脈衝(chong) (偏置)。一般來說，SPAD是一個(ge) 雪崩光電二極管，其中PN結反向偏置高於(yu) 其擊穿電壓，在所謂的“蓋革模式”下工作。當光子擊中活動區域時，它會(hui) 產(chan) 生電子-空穴對，引發雪崩。
4. spad用於(yu) TG拉曼與(yu) 其他探測器技術的優(you) 缺點
對於(yu) TG拉曼，SPAD探測器相對於(yu) MCPs、pmt和ccd的優(you) 勢可以總結如下:(1)由於(yu) 其時間特性，更適合TG;(2)的靈敏度，因為(wei) spad在蓋革模式下工作接近“擊穿”電壓，從(cong) 而實現單光子探測和在非常低強度下快速躍遷的曝光;(3)更少的複雜性，從(cong) 而降低了製造成本;(4)改進係統集成的能力，從(cong) 而減少了空間要求。(5)更低的功耗/改進的功耗和(6)無冷卻要求，由於(yu) 探測器的短占空比和低暗電流。與(yu) TG拉曼国产成人在线观看免费网站相比，SPAD探測器目前的一個(ge) 缺點是，與(yu) ccd相比，在探測器陣列中匹配相當數量的像素是一個(ge) 挑戰。這可能會(hui) 對光譜分辨率產(chan) 生影響，盡管有方法可以改善這一點，例如微透鏡陣列和亞(ya) 像素采集的實現。目前的商用TG拉曼光譜儀(yi) 提供的光譜分辨率約為(wei) 5 (cm−1)波數，而一些基於(yu) CCD的係統可以達到1 (cm−1)以下。然而，大多數国产成人在线观看免费网站不需要子波數分辨率。
5. TG拉曼spad探測器發展綜述
Blacksberg等人和Nissinen等人在2011年首次展示了SPAD技術在TG RS中的国产成人在线观看免费网站。Nissinen小組使用300 ps脈衝(chong) Nd:YAG微芯片激光器的上升沿，在532 nm激發波長下，觸發延遲發生器和定時電路，以啟用SPAD，檢測一個(ge) SPAD元件上收集的拉曼光子。2013年晚些時候，Kostamovaara等人使用了類似的設置，證明了對於(yu) 大多數樣品誘導的熒光抑製方案，大約100 ps的門控時間就足夠了。早期的設置使用了一個(ge) 單像素SPAD元件和一個(ge) 平移平台，該平台將SPAD探測器移動到光譜儀(yi) 的輸出狹縫上以進行解析完整的拉曼光譜。Nissinen等人在2013年初步論證了適合TG拉曼国产成人在线观看免费网站的二維SPAD陣列探測器的多種變體(ti) 。Bruschini等人提供了用於(yu) 生物光子學国产成人在线观看免费网站的CMOS spad的詳細概述。Nissinen等人2017年的論文詳細介紹了TG RS CMOS SPAD探測器的新技術進展。他們(men) 展示了一個(ge) 緊湊的(9mm × 3mm) 16 × 256 CMOS SPAD線傳(chuan) 感器，具有低功耗，芯片上有256通道時間到數字轉換器(tdc)。3位TDC放置在SPAD陣列附近，便於(yu) 52-104 ps的可調時序分辨率。該器件采用0.35 μ m高壓CMOS工藝製造，類似於(yu) Maruyama等人的2014年8 × 1024 SPAD陣列，具有更少的有效像素，但大大提高了FWHM，增加了填充因子，並且時間門寬度更小。CMOS spad用於(yu) 單光子探測的詳細比較，特別是拉曼国产成人在线观看免费网站，可以在其他地方找到。
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