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拉曼光譜

簡(jiǎn)介：

拉曼光譜是一種用來(lái)獲取大量化學(xué)信息的分析手段。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)檢測(cè)樣品的振動(dòng)能級(jí)，尤其適合于（生）化體系的分子識(shí)別，也能夠通過(guò)控制樣品所處的環(huán)境參數(shù)，例如溫度來(lái)獲得分子間相互作用的信息。拉曼光譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)容易搭建，因此可以將其與顯微鏡技術(shù)結(jié)合進(jìn)行化學(xué)對(duì)比成像。

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應(yīng)用描述測(cè)量策略產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 相關(guān)產(chǎn)品

應(yīng)用描述

相關(guān)產(chǎn)品： MFLI， HF2LI， UHFLI， UHF-BOX

拉曼光譜基于樣品的非彈性散射光。入射光將樣品分子激發(fā)到虛態(tài)，隨后從虛態(tài)衰變的過(guò)程中輻射出散射光。如果分子輻射后的終態(tài)與初始態(tài)不同，那么散射光的波長(zhǎng)就相對(duì)入射光發(fā)生了偏移。偏移可能是正向或者反向的，即斯托克斯偏移或者反斯托克斯偏移，波長(zhǎng)的偏移量即可以直接表示為激發(fā)前后的能級(jí)差。當(dāng)拉曼光譜與互補(bǔ)吸收以及光致發(fā)光技術(shù)一起使用時(shí)，就可以用來(lái)全面表征樣品的微觀性質(zhì)，也可以監(jiān)測(cè)指定的拉曼帶寬的強(qiáng)度來(lái)觀察樣品經(jīng)歷的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

測(cè)量策略

非彈性散射光的強(qiáng)度通常比彈性散射光的強(qiáng)度低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，測(cè)量這個(gè)微弱的信號(hào)就成為了進(jìn)行拉曼光譜實(shí)驗(yàn)時(shí)最主要的挑戰(zhàn)。為了克服這個(gè)困難，通常使用激光來(lái)激發(fā)樣品，激光激發(fā)可以精確的測(cè)定波長(zhǎng)偏移量以及強(qiáng)度。在探測(cè)信號(hào)之前，還需要一個(gè)光學(xué)濾波裝置用來(lái)濾去占信號(hào)強(qiáng)度大部分的彈性散射光（即非波長(zhǎng)偏移部分）同時(shí)選擇通過(guò)非彈性散射部分。而 Zurich Instruments 的鎖相放大器在拉曼光譜裝置的發(fā)射端和接收端之間建立了一座橋梁。

三種常用測(cè)量策略

① 調(diào)制轉(zhuǎn)移光譜

鎖相檢測(cè)技術(shù)可以用于檢測(cè)明亮背景下的微弱信號(hào)。這需要使用光學(xué)調(diào)制器對(duì)于入射光進(jìn)行幅值、頻率、或者相位調(diào)制。調(diào)制后的信號(hào)將被鎖相放大器提取從背景中分離出來(lái)。

優(yōu)勢(shì)

能夠分辨出淹沒(méi)在噪聲或者熒光背景中的拉曼特征。

② 非線性泵浦-探測(cè)成像

利用泵浦-探測(cè)技術(shù)，可以通過(guò)相干探測(cè)的方法檢測(cè)振動(dòng)能級(jí)的激發(fā)（例如正斯托克斯偏移）。通過(guò)脈沖時(shí)序控制與光學(xué)鎖相測(cè)量是觸發(fā)這個(gè)多光子過(guò)程的關(guān)鍵。受激拉曼散射（SRS）和相干反斯托克斯散射（CARS）也屬于這個(gè)類別。

通過(guò)調(diào)制激光光束，鎖相檢測(cè)技術(shù)能夠得到受激拉曼增益或者受激拉曼衰減系數(shù)。Boxcar平均器作為選件，可以用來(lái)捕捉信號(hào)中的短脈沖并且屏蔽掉和未被調(diào)制的激光噪聲。

優(yōu)勢(shì)

高信噪比可以還原快速物理過(guò)程，短至催化劑反應(yīng)，長(zhǎng)至視頻幀率時(shí)間尺度。

③ 掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微術(shù)（SNOM）

由于近場(chǎng)效應(yīng)，將金屬針尖十分靠近樣品表面可以提高拉曼散射的效率。另外成像分辨率取決于針尖半徑，可以低至10 納米，遠(yuǎn)低于衍射極限。這種策略也可以用于針尖增強(qiáng)拉曼光譜，鎖相環(huán)選件(PLL) 可以保持針尖諧振頻率處于最大靈敏度位置。

優(yōu)勢(shì)

高空間分辨率，因此可以用于高化學(xué)對(duì)比度的納米尺度成像。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

UHFLI 600 MHz 鎖相放大器

━ 2個(gè)獨(dú)立鎖相單元，每個(gè)鎖相單元配置 4 個(gè)獨(dú)立諧波檢測(cè)模塊

━ DC - 600 MHz 頻率范圍，12 位高分辨率 65k 采樣點(diǎn)示波器

━ 30 ns 的短解調(diào)時(shí)間常數(shù)，解調(diào)帶寬超過(guò) 5 MHz

━ API 支持 Python, MATLAB, LabVIEW, C, .NET

選擇Zurich Instruments的優(yōu)勢(shì)

━ 以上所有的測(cè)量策略都可以用 Zurich Instruments 的鎖相放大器實(shí)現(xiàn)。

━ 您可以使用LabOne^?的DAQ模塊配合我們的鎖相放大器與掃描儀同步觸發(fā)進(jìn)行直接成像。另外，集成PID/PLL控制器能夠提供反饋控制閉環(huán)，例如穩(wěn)定激光器。

━ 使用Zurich Instruments的鎖相放大器，您可以進(jìn)行鎖相檢測(cè)或者boxcar平均。事實(shí)上，在UHFLI鎖相放大器上，您可以同時(shí)進(jìn)行兩種測(cè)量策略并對(duì)其進(jìn)行比較。而對(duì)于低重復(fù)頻率并且預(yù)算有限的情況，HF2LI（50 MHz）或者 MFLI（500 kHz / 5 MHz) 可以作為替代 UHFLI 的選項(xiàng)。

━ 使用UHFLI，您可以達(dá)到視頻級(jí)別的掃描速度，UHFLI是市面上唯一能夠做到5 MHz帶寬實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)別像素停留時(shí)間的鎖相放大器。

━ Zurich Instruments 的模擬電路提供多路信號(hào)輸入最大限度地抑制周期信號(hào)的輸入噪聲，提高信噪比。

━ LabOne的繪圖儀工具可以追蹤信號(hào)隨時(shí)間的變化，幫助調(diào)節(jié)光路。

━ 通過(guò)USB或者1 GbE的方式快速傳輸數(shù)據(jù)可以省去額外的數(shù)據(jù)采集卡。您可以使用LabOne存取或者記錄數(shù)據(jù)，或者使用 Python，C，MATLAB^?，LabVIEW? 以及 .NET 二次開(kāi)發(fā)的程序記錄數(shù)據(jù)。

相關(guān)產(chǎn)品

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