為(wei) 了在拉曼儀(yi) 器中獲得低頻振動，光譜儀(yi) 須將瑞利光盡可能地排斥在接近激光線的地方。有效信號與(yu) 瑞利光的比率通常在60-70dB。
因此瑞利光須被抑製至少6個(ge) 數量級才使弱拉曼模式被檢測到。拉曼係統最低可測頻率由拒絕直射光的陷波濾波器截止值決(jue) 定。目前工
業(ye) 中陷波濾波器截止頻率大於(yu) 200 cm-1，斯托克斯反斯托克斯模的同時測量受到此頻率範圍的限製。基於(yu) 布拉格光柵陷波濾光器
(BNFs)的VBG可用一套濾光器代替雙光譜儀(yi) 級，從(cong) 而使具有低頻測量能力的拉曼係統成本更低，體(ti) 積更小。
圖1
在布拉格條件下，最小透過角與(yu) 一定波長耦合。濾光片在較大的波長範圍內(nei) 角度可調。改變入射光與(yu) 濾光片的夾角可在不損失光密度的
情況下調節反射波長。單個(ge) BNF在400-1100 nm範圍內(nei) 典型光密度為(wei) 3-4。在785 nm處，單光柵最大光密度為(wei) OD5。大多數拉曼光譜
儀(yi) 需60dB以上瑞利光抑製，這可以通過幾個(ge) BNFs的順序級聯得到。圖1顯示了兩(liang) 個(ge) 級聯BNFs在785 nm處光譜輪廓，兩(liang) 個(ge) 濾光片組合
光密度約為(wei) 7。圖2顯示了一個(ge) 高端薄膜陷波濾波器的光譜輪廓。可見使用VBG濾波器技術可以實現帶寬的顯著降低，這使得單級光譜
儀(yi) 進行超低頻率拉曼測量成為(wei) 可能。
圖2
不同BNFs的透射光譜如圖3所示。OD>3在488 nm處的濾光片，其特征損耗約為(wei) 15-20%，532 nm濾光片損耗為(wei) 15-20%，633 nm
濾光片損耗為(wei) 10-15%，而785 nm濾光片損耗小於(yu) 10%。BNF光學損耗主要是由光在玻璃體(ti) 中的散射引起的。光散射與(yu) 波長的四次方
成正比增大。這導致濾光片在較短波長的透射率下降。值得注意的是，圖3中的測量是用塗有抗反射(AR)薄膜的濾光片進行的。AR塗層
的透射變化決(jue) 定了濾光片透射曲線的形狀。在標記的諧振波長處，BNFs的實際透射率接近於(yu) 零。透射光譜中銳線的測量深度(圖3)是由
用於(yu) 這些測量的分光光度計的光譜分辨率和光束發散度決(jue) 定的，分光光度計的光譜分辨率和光束發散度大於(yu) BNFs的光譜寬度和角度接
受度。
另一種用於(yu) 拉曼光譜国产成人在线观看免费网站的VBG濾波器如圖4所示。一組BNFs可以抑製6個(ge) 數量級以上的瑞利光，距離激光線5cm-1。然而，拉曼光譜
中使用的激光光源大多具有大於(yu) -60 dB的噪聲，如放大自發輻射(ASE)、等離子體(ti) 線等。因此，為(wei) 了檢測出微弱的低頻拉曼模式,激光線
必須清洗到-60分貝或更低。基於(yu) 薄膜技術的帶通濾波器可用於(yu) 此目的；然而，它們(men) 不能去除距離激光中心波長100-200cm-1以內(nei) 的
噪聲。與(yu) 陷波濾波器類似，薄膜帶通濾波器的線寬受到外延層數量的限製，這些外延層可以在不降低質量的情況下沉積，因此，目前隻
能窄到幾納米。
圖3
反射型的VBG，即BragGrate™帶通濾波器(BPF)，可將頻譜噪聲降低至-60-70分貝，如圖4所示。BPF並不是一個(ge) 真正的帶通濾波器，
因為(wei) 它反射信號而不是傳(chuan) 輸信號；然而它把有用的信號從(cong) 噪聲中分離出來，清理激光線。BPF的典型衍射效率約為(wei) 95%，相應地，有用
信號的損失約為(wei) 5%。圖4的左麵板顯示了在拉曼係統中如何使用BPF的示例。標準BPF的偏轉角在20°左右。可以製作偏轉角高達90°的
濾光片，但這種濾光片的角度接受度將會(hui) 變窄，這通常是不可取的，因為(wei) 有更嚴(yan) 格的對準要求。
圖4
基於(yu) VBG的淨化濾波器最基本的優(you) 點是較窄的線寬與(yu) BNFs的線寬相匹配。因此，在與(yu) 被研究樣品相互作用後抑製激光線的陷波濾波器
相同的線寬下，BPF可以清潔激光線並將光譜噪聲降低到-70 dB以下。圖4的右邊麵板顯示在785 nm波長處的激光二極管的原始光譜
(紅線)和使用BPF帶通濾波器清洗後的激光光譜(綠線)。
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