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球王会官方简智仪器率先发布国内首款便携式差分拉曼光谱仪

发布时间:2024-04-19 20:42:30 来源:m6米乐网页版 作者:球王会官方网址
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  在食品安全、生物医药、分子结构研究、化工过程、生物化学、考古及文物鉴定、公安与法学样品分析、反恐技术等各行各业得到广泛应用,被称为“分子指纹”的拉曼光谱技术因其无损、便捷、速度快、稳定性高的优良特性,在光学快检领域受到大力推崇。

  但是,在拉曼光谱检测技术拥有众多优点的同时,其缺陷也暴露出来,信号弱和易受干扰可以说是目前限制拉曼技术应用的最大瓶颈。特别是在拉曼光谱应用领域不断扩展的现在,越来越多的物质或是因为条件限制无法获取高信噪比的拉曼光谱,或是因为自身强荧光掩盖了原本就很弱的拉曼信号,导致应用受限。

  位移差分拉曼光谱(SERDS),这种技术基于在两个有轻微偏移的激发波长中收集两张不同的光谱,由于分子所发射的光(荧光或磷光)只能从某一多重态中的最低态激发,因此对于激发光的微小偏移并不影响背景(样品受激发射光谱),同时,噪声与环境干扰光也同样与光源入射波长无关。而拉曼光谱作为散射光谱特征峰出现的位置与激发光源频谱位置有固定关系,当激发光频率移动时拉曼特征峰会跟着移动。根据这一原理,使用两种波长光源对样品照射时,获取的两张光谱中,受激发射光谱和噪声背景分量是一致的,而拉曼光谱部分则会存在与光源波长差对应的平移。理想情况下对两张谱图进行差分处理,所获得的差分谱中,受激发射谱和噪声背景会完全抵消,剩下的是拉曼光谱与自身平移光谱的差分图像。再通过去噪解卷积算法将拉曼光谱还原出来。

  但实际情况中,首先两个光源无法同时测量,因此需采用分时键控的方式,这会导致两次获取光谱中的噪声背景部分必然有差异。其次,物质的受激发射光谱与入射光源能量相关,而散射光谱能量同样遵循瑞利定理与入射光波长的四次方成反比,这导致两张原始光谱中的受激发射谱和散射谱分量都会有差异。最后,入射光的波长差对差分还原算法至关重要,便携式设备中如何控制光源台间差并设计较高容错性的还原算法也是技术可产品化的关键。而两种波长光源的输出能量差,则在计算差分谱时引入了对齐误差,也需要通过一系列优质算法消除。这也是为什么自上世纪90年代提出差分拉曼方法后,该技术一直无法形成成熟产品,特别是小型化便携式产品。

  :◆小体积高可靠性双频激光器集成设计(超高温控精度要求,超高精度功率控制,超窄线宽)◆高效率光路和高分辨率光谱接收系统设计

  简智开发团队通过多年深入研发位移差分拉曼光谱技术,取得突破性进展,在自主研发并迭代优化了多波长集成化激光光源、光路系统和高分辨率接收系统的基础上,还创新型的采用bp神经网络技术,基于任意函数可以被一个有三层单元的网络以任意精度逼近(cybenko1988)这一原理,通过迭代最优解的方式,同时将差分、对齐和基线矫正同时完成。实验经过几十次迭代(用时0.2s)可以准确分离差分信号和基线偏差。

  ◆光源:双频输出(δλ≤1nm),单频输出功率≤450mw,线nm◆光谱范围:180-2800cm-1

  ◆解调算法:简智bpd-smart独创算法,通过神经网络进行去噪,曲线矫正和反卷积迭代的差分光谱解调算法

  在推出sedrs portable-base的同时,简智仪器还利用其在激光光源领域的深厚研究基础,推出了SERDS source

  SERDS source可以在2nm的可调谐范围内实现稳定波长输出。基于简智仪器多年激光器自主研发设计经验,

  sedrs source具有体积小,波长精度高,稳定性好,温控精度高,功率稳定度高和可靠性高的特点。

  ◆利用差分技术在低信噪比测试环境下,还原获得硅片纯净的拉曼峰通过差分拉曼光谱技术,可以在检测中排除因为环境或物质荧光引起的干扰峰

  国产拉曼发展至今,真正掌握核心技术的拉曼厂家少之又少,而很多高校、科研院所的科研成果并未转化为实际应用。未来,拉曼产业的发展还得依靠科研机构和企业提供源源不断的创新。拉曼光谱技术作为一种现代的无损智能检测技术,方兴未艾,前途无限。在这种发展形势下,拉曼光谱分析检测的应用会不断更新,提出新的应用要求和对新颖光谱分析方法、光谱仪器的开发要求。

  ,作为国内领先的光学技术研发企业——简智仪器将会继续跟进市场最前沿需求,拓展市场应用,对高端核心技术不断精进、持续投入研发,引领技术革新,让拉曼光谱技术应用在国内市场乃至国际市场大放异彩。[来源:


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