拉曼篩選必須對各種包裝的樣品和有顏色或雜質的樣品有效，這些樣品的熒光可以根據激發激光波長的不同淹沒拉曼信號。采用共線樣品照明和拉曼散射收集的設計，效率更高，分布在更大的采樣區域，對樣品有更低的照明功率密度，減少了對深色樣品可能存在的樣品加熱問題。更大的樣品麵積的測量提供了更可靠的識別。這種透視拉曼技術和使用較長的激光波長激發克服了使用拉曼光譜進行現場測試所遇到的許多困難。
ST拉曼識別分析樣品的優(you) 勢
在傳(chuan) 統的拉曼儀(yi) 器中，采樣光學器件采用類似於(yu) 共聚焦顯微鏡的聚焦設計。它們(men) 的激發光束和拉曼信號光束都集中在同一個(ge) 點上。樣品通常放置在這個(ge) 焦點上，在激光焦點處有一個(ge) 小的高功率密度的采樣區域。通過這種方式，激發功率密度和拉曼信號輻射在采樣體(ti) 積較大化，並且隻有來自這個(ge) 緊密聚焦的體(ti) 積的信號被收集。這種共聚焦設計具有較大的吞吐量的優(you) 勢，可以用於(yu) 測量透明容器內(nei) 的樣品，就像共聚焦顯微鏡做光學切片一樣。當容器強烈地漫射光時，共聚焦方法失去了它的效力，因為(wei) 光不能再聚焦到容器內(nei) 的材料上。擴散散射容器內(nei) 材料的拉曼信號較弱，通常伴隨容器本身的強特征。
STRaman®技術擴展了拉曼光譜的能力，以測量漫射散射包裝材料下的樣品-允許在不透明包裝和透明層中的樣品透視(ST)識別，這可以用傳(chuan) 統的拉曼完成。ST拉曼技術是基於(yu) 增加拉曼的光傳(chuan) 輸和收集係統，通過使用反射腔。從(cong) 樣品的多次反射拉曼散射提高了激發效率，也提高了收集效率，並與(yu) 光譜儀(yi) 一起使用，以收集來自反射腔的額外光子。
STRaman®反射腔在光學上有三個(ge) 用途，比傳(chuan) 統的拉曼光譜分析提供多種增強:(1)比共聚焦方法提供更大的采樣區域;(2)通過多次反射和散射來較大限度地收集信號;(3)將采樣區域與(yu) 汙染信號的環境光隔離。使用專(zhuan) 門的反射腔增強了來自較深層的拉曼信號的相對強度，從(cong) 而增加了有效的取樣深度，並允許在視覺不透明容器內(nei) 的材料測量。更大的取樣麵積還具有降低激光對樣品的功率密度，從(cong) 而消除樣品損傷(shang) 的額外優(you) 勢。利用這種降低的功率密度，可以在不受激光燒蝕表麵損傷(shang) 的情況下測量有色樣品和含能材料。大的采樣區域提高了測量精度，消除了在非均勻樣品上測量小光斑尺寸時檢測到的可變性，其中光斑尺寸在粒度大小的順序上。
圖1
在常規拉曼中，激發激光聚焦於(yu) 或靠近樣品表麵，如圖1(a)所示。當該表麵為(wei) 非透明包裝時，如白色聚乙烯(PE)瓶，瓶表麵的拉曼散射較強，隻有少量的激光穿透壁到樣品內(nei) 部。下麵的光譜1(a)是在白色瓶中的苯甲酸鈉樣品，箭頭指向苯甲酸鈉的微弱信號，主要信號來自PE瓶的拉曼散射。利用散焦激發光束和漫射散射機製，光線覆蓋更大的區域(幾毫米)並穿透瓶壁。在這種情況下，測量表麵下樣品的拉曼散射時，表麵本身的貢獻較小。1(b)的光譜以苯甲酸鈉的信號為(wei) 主要峰，盡管它們(men) 的總體(ti) 強度不是很高，瓶子表麵的總體(ti) 貢獻要小得多。使用如圖1(c)所示的STRaman技術的反射腔，拉曼散射信號和激發信號通過在腔內(nei) 反射並在更大的樣本區域和更大的深度上有多次反彈而得到增強。ST拉曼技術產(chan) 生了拉曼光譜如圖1(c)中箭頭所示，苯甲酸鈉峰總體(ti) 強度更大，PE瓶表麵的貢獻較小，反射腔幾乎增加了8倍的信號。
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