常見時域拉曼光譜技術多基於(yu) 克爾門、光電倍增管、增強電荷耦合器件相機、互補金屬氧化物半導體(ti) (CMOS)探測器和條紋相機。目前光電倍增管、光電二極管等門控單通道探測器逐漸被增強電荷耦合器件相機、CMOS探測器、條紋相機等二維探測器陣列所取代，以提高光譜質量。這些二維陣列每次可以同時采集幾個(ge) 拉曼波段，從(cong) 而更有效地測量整個(ge) 光譜。
抑製熒光的時域拉曼光譜技術
圖1顯示了激發激光脈衝(chong) 、發射拉曼散射信號和發射熒光的時間輪廓。熒光過程包括激發、內(nei) 部轉換和發射三個(ge) 重要步驟，每個(ge) 步驟都發生在不同的時間尺度上。首先，入射光子激發熒光團分子的時間為(wei) 飛秒(10-15秒)量級。其次，振動弛豫的無輻射內(nei) 轉換過程也非常快，在10-14 ~ 10-11 s之間。最後，熒光發射是一個(ge) 緩慢的過程，大約發生在10-9-10-7 s左右。熒光壽命是指分子在發射熒光光子前處於(yu) 激發態的平均時間。圖1所示的指數衰減曲線說明了熒光發射時間的統計分布。單熒光團的熒光時間輪廓
符合壽命常數τ的指數函數，而拉曼發射幾乎與(yu) 激發激光同時發生。由於(yu) 拉曼信號比熒光信號的發射速度快得多，因此選擇合適的時間門寬度，原則上可以在檢測拉曼信號的同時最小化熒光的貢獻。
圖1.激發激光脈衝(chong) 、發射拉曼散射信號和發射熒光的時間輪廓。熒光強度隨壽命呈指數衰減，而拉曼發射幾乎與(yu) 激發激光脈衝(chong) 同時發生。
例如通過光學驅動的克爾門去除拉曼信號中的熒光。克爾門是由一個(ge) 非線性的克爾介質組成的兩(liang) 個(ge) 交叉偏振器。由於(yu) 光學克爾效應，克爾介質與(yu) 高能門控激光脈衝(chong) 之間的非線性相互作用產(chan) 生了瞬態各向異性，使得任何入射線偏振光都可以旋轉90°。通過同步選通激光脈衝(chong) 和激發激光進行拉曼測量，拉曼光可以通過交叉偏振器，因為(wei) 克爾介質是半波片，拉曼光的偏振方向旋轉90°。但熒光具有較長的壽命，因此與(yu) 門控激光脈衝(chong) 不同步，被有效地阻塞在兩(liang) 個(ge) 交叉偏振器之間。一個(ge) 有效的克爾門應該具有快速的門控時間和高透射率的拉曼光。
再例如直接利用超快時間門控探測器進行拉曼檢測來抑製熒光。這個(ge) 方法有兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵參數。一個(ge) 是短柵極寬度，另一個(ge) 是足夠高的重複率，以保持一個(ge) 可接受的檢測器占空比。一個(ge) 合適的時間門，通常幾百皮秒的數量級，拉曼信號可以有效地檢測到，熒光在很大程度上被抑製。其中，光電倍增管、強化電荷耦合器件(ccd)相機或cmos單光子雪崩探測器(SPAD)作為(wei) 時間門控探測器。
為(wei) 了抑製背景熒光，利用短持續時間(~ 5ps)、高重複頻率(~82 MHz)的脈衝(chong) 激光和時間門寬為(wei) 31 ps的微通道板型光電倍增管，利用單通道門控探測器實現了單光子計數技術。用於(yu) 抑製乙醇中羅丹明6G樣本的熒光。拉曼信號的信噪比和拉曼熒光強度比分別為(wei) 4.2和129倍時，與(yu) 沒有門控的情況相比有顯著提高。另一種成本相對較低的拉曼係統包括一個(ge) 重複頻率為(wei) 6.4 kHz、脈寬為(wei) 900 ps的脈衝(chong) 二極管激光器和一個(ge) 用於(yu) 時間分辨光子計數的光電倍增管。該係統表明，在濃度為(wei) 10-4M的羅丹明6G摻雜純苯樣品中，使用短門寬(0.7 ns)的時間分辨光子計數比使用長門寬(25 ns)的時間分辨光子計數的信噪比提高了約15倍。
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