拉曼光譜技術是一種“散射”光譜技術，作為(wei) 一種經濟有效的光學傳(chuan) 感和分析物質化學成分的手段已被廣泛采用。對應的拉曼光譜“指紋區域”約為(wei) 200cm-1 - 2000 cm-1。然而低頻拉曼(5cm-1 ~ 200cm-1，或150GHz-6THz)可產(chan) 生豐(feng) 富有關(guan) 分子和分子間結構和特征的振動能信息。大多數拉曼係統由於(yu) 邊緣過濾器的使用仍限於(yu) 隻捕獲化學指紋圖譜信息，遺漏許多重要光譜信息，這些信息可提高靈敏度和準確性，以及對材料結構的洞察。太赫茲(zi) 拉曼光譜係統卻可以彌補這些缺失。
太赫茲(zi) 光譜技術是一種“吸收”技術，可直接發射300GHz到6THz頻率範圍(10cm-1到200cm-1區域)輻射來測量這些結構，檢測吸收光譜。太赫茲(zi) 係統還有一個(ge) 額外的好處，能夠更深入滲透一種材料或“透視”外部層來捕捉信號。但這些係統依賴於(yu) 昂貴的激光光源，而探測器性能、可用性和費用的限製限製了使用這種技術的潛在靈敏度、分辨率和經濟性。此外，它們(men) 相當窄的光譜範圍(隻有3-6THz)限製了其對許多材料進行完整可靠的化學鑒定的能力。
“太赫茲(zi) 拉曼”將拉曼光譜從(cong) 指紋區域擴展到太赫茲(zi) 區域，如下圖1，為(wei) 化學組成數據增加對分子和分子間結構的重要見解。低頻拉曼/太赫茲(zi) 光譜可大大提高對材料結構和化學的分化和分析，從(cong) 而提高準確性、靈敏度、科學分析或法醫分析，包括爆炸物、毒品、藥品、生物組織、聚合物和有害物質，都可以從(cong) 這種擴展的光譜信息中受益。
圖1
“太赫茲(zi) 拉曼”是指在超低頻區域(從(cong) 5-200波數)同時捕獲Stokes和anti-Stokes位移。低頻區域特別難以解決(jue) ，因為(wei) 非常接近瑞利波長。大多數傳(chuan) 統的拉曼係統使用薄膜邊緣濾波器，最終完全去除瑞利光和整個(ge) 反斯托克斯區域，切斷距離瑞利線約200波數內(nei) 所有信號。大多數陷波濾波器允許一些反斯托克斯信號通過，但仍屏蔽大約150波數內(nei) 所有信號。隻有使用多級譜儀(yi) 係統才能同時獲得高瑞利衰減和分辨率，該係統：(1)體(ti) 積大、體(ti) 積大、價(jia) 格昂貴(2)需要非常精確的校準和設置(3)顯著降低本已微弱的拉曼信號的總體(ti) 吞吐量。
體(ti) 全息光柵濾光片具有高吞吐量的窄帶寬陷波濾波器如圖2。每個(ge) VHG濾光片都有一個(ge) 陷波剖麵，設計用於(yu) 衍射與(yu) 激光匹配的特定波長，並傳(chuan) 輸所有其他波長。這些濾波器使得激光波長具有極高的衰減(每個(ge) 濾波器的波長為(wei) >OD 4)，同時保持附近拉曼信號在5波數以上的高傳(chuan) 輸。
圖2
這導致能在5-200波數快速獲取高質量超低頻拉曼光譜。這些係統是基於(yu) 一個(ge) 穩定波長的激光源，一係列VHG濾波器和單級光譜儀(yi) 如圖3。這種強瑞利衰減和高寬帶傳(chuan) 輸的結合使係統能夠同時捕獲強烈的低頻斯托克斯和反斯托克斯拉曼波段和“指紋區域”過渡，極大地簡化了整個(ge) 係統，降低了尺寸和成本，同時提高了使用拉曼進行化學鑒定和其他国产成人在线观看免费网站的靈敏度和可靠性。
圖3
上述係統由一個(ge) 單模波長穩定二極管激光器和一係列與(yu) 激光輸出波長光譜匹配的超窄帶VHG濾波器組成。使用兩(liang) 個(ge) VHG ASE抑製濾波器從(cong) 激光器中去除放大的自發發射。一個(ge) 二色90/10 VHG分束器濾光片將激光定向到樣本，一個(ge) 10x物鏡將激光聚焦到樣本上並收集背向散射光。然後90/10分束器將90%的瑞利散射反射回激光器，同時傳(chuan) 輸所有拉曼位移信號。(與(yu) 寬帶50/50分束器相比，幾乎提高4倍拉曼信號)。兩(liang) 個(ge) 超窄帶VHG陷波器，每個(ge) 光密度為(wei) >4.0，然後在傳(chuan) 輸拉曼信號時進一步衰減收集到的瑞利散射光，估計係統傳(chuan) 輸效率為(wei) >80%。濾波後的信號聚焦在25μm芯徑、0.1NA階變折射率光纖上，連接到高分辨率、高通量的單級光譜儀(yi) 成像光譜儀(yi) 。它配備了1200線/毫米光柵和1340x400成像陣列，20 × 20 μm像素大小和98%的峰值量子效率，以確保最大的信號采集和1.25波數分辨率;適合5-200波數頻率範圍的分析。下圖4為(wei) 上述係統測得的低波數拉曼光譜。
圖4
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