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国内外的便携式激光拉曼光谱仪器最新进展-365wm完美体育手机平台

发表日期:2019/07/18 浏览次数:

仪器的S/N(表征仪器的灵敏度)大幅度提高

  目前,国内外的便携式激光拉曼光谱仪器最新进展中,最突出的体现之一是S/N的提高。因为从仪器学理论讲,便携式激光拉曼光谱仪的灵敏度与光源(激光器的稳定性、波长等)、主机(单色器的光谱带宽、杂散光、光栅和准直镜、物镜的口径等)、光接收器(CCD的灵敏度、CCD的噪声N、稳定性等)、放大器(噪声N、稳定性、放大倍数等)等密切相关。所以,光源为785nm的便携式仪器,直接测量的S/N一般在1000:1以内,不可能达到10000以上。但是,随着化学计量学的发展,仪器的软件、特别是各种算法突飞猛进。例如:北京西派特公司研发的785nm新型ExR510便携式激光拉曼光谱仪(以下简称ExR510),由于采用一种我国独具知识产权的、消除荧光背景和降噪的专利技术,使得该仪器直接测试的S/N优于2000:1以上。北京大学在他们使用西派特的ExR510时,对仪器进行了考查,发现直接测量ExR510的信噪比可以达到2400:1,为目前国际上同类仪器的领先水平。但是,随着软件、算法的发展,仪器的S/N还会进一步大大提高。


仪器的分辨率大大增强

  国际上的便携式激光拉曼光谱仪器中,单色器的焦距一般都在75mm左右(甚至更小)。在这么小的便携式激光拉曼光谱仪器上,要得到相对高的分辨率是很难的,所以目前国际上的这类便携式激光拉曼光谱仪器的分辨率都在4-12cm-1之间!因为从仪器学理论来看,大家都知道,光栅理论中分辨率(SBW)的数学表达式为:

SBW=[1/(mf/d cos θ)] b = d ×cos θ× b /mf

  法国JY公司的HR800大型台式激光拉曼光谱仪的焦距为800mm,仪器采用优质光栅、三级光谱、狭缝可调,但是,分辨率只是0.5-0.8cm-1左右。所以,有些公司给出焦距75mm的便携式激光拉曼光谱有仪器的分辨率为1.27cm-1,从理论到实践都是做不到的。

  但是,仪器的分辨率大大增宽,无疑是最吸引科学家眼球的关注焦点之一。北京西派特的ExR510,采用了特殊的专利软件处理,使得75mm焦距的便携式仪器的分辨率大大增强,该仪器经北京计量测试研究院测试,分辨率为2.8cm-1,为国际同类产品的领先水平。


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