Finder RM远程在线拉曼光谱测试系统_北京卓立汉光仪器有限公司

产品概述

产品概述

近年发展的远程拉曼光谱探测技术，是根据拉曼散射效应远距离探测物质的技术，通过技术的发展及应用的拓展，目前已在行星、矿物勘测、远程爆炸物探测、化学物质泄漏和污染物测量等方面有很高的应用价值。国际目前常用的程拉曼探测系由以下部分组成：激发光源、光路收集模块、分光模块、探测模块、数据采集与分析模块。

技术优势

• 多种收集器可选，适应0mm-1000mm 甚至更远距离的探测

• 连续激光器/ 脉冲激光器可选

• 多种分光光谱仪可选，光栅光谱仪可实现高分辨率，VPH 光谱仪实现高通光量

• 多种探测器可选，背照式深耗尽型光谱CCD 相机和ICCD 可选

系统方案配置与选型

激光波长	连续激光器：405, 514, 532, 633, 670, 671, 785, 808 nm（其他可选）脉冲激光器：532nm，线宽< 0.005 cm^-1，10Hz，290mJ
拉曼频移范围	100-4000cm^-1(不同激光可能不同)
探测距离	0-30mm@显微拉曼系统 30-100mm@拉曼探头 >100mm@ 卡塞格林望远镜拉曼系统
光谱仪	CT式320 mm 焦长光谱仪透射式VPH光谱仪
光谱	科研级CCD探测器： 2000x256 像素，背照式深耗尽芯片，QE>90%，300-1100nm响应，峰值效率95%，深度制冷到-60℃ 像增强型CCD探测器：1024*1024像素，2ns门控， 280 – 810nm响应，增益大于200
光谱分辨率	<1.5cm^-1 @光栅光谱仪 < 5cm^-1 @VPH光谱仪

拉曼探头

激发波长	405, 514, 532, 633, 670, 671, 785, 808 nm.其他可选
光谱范围	100-4000 cm^-1 ( 不同激光器范围不同 )
焦距	20 mm to 100 mm
样品端光斑大小	~100 μm @ 100 μm 芯径激发光纤
工作距离	20 ~100 mm
数值孔径	0.22 @40 mm 焦距
探头尺寸	2.25" L x 0.96" W x 0.58" H
探头材质	超硬氧化铝或者 316 不锈钢
探头柄尺寸	1.125” 直径 x 3.8” 长度
探头柄材质	316 不锈钢
滤光片效率	O.D >6
操作温度	0-85 °C
最大操作压力	15 psi
光纤配置	100/100 μm 标准配置，其他可选
接口类型	FC 或者 SMA
其他	可定制

望远镜

光谱仪

类型	C-T 式影像校正光谱仪	VPH 光谱仪
焦距	320mm 焦距	85mm
通光孔径	F/4.2	F/1.8
光谱范围	200-1100nm	532-680nm
光谱分辨率	优于 2cm^-1 @1800 刻线光栅	5cm^-1 @1800 刻线光栅

激光器

激光器	脉冲激光器	光纤激光器
激发波长	532nm	532nm
脉冲能量 / 功率	290mJ	100mW
重复频率	10Hz	CW
线宽	< 0.005 cm^-1	＜ 0.00001nm

探测器

类型	ICCD	CCD
有效像素	1024*1024	2000 x 256
像元尺寸	13μm*13μm	15 x 15 µm
有效探测面尺寸 (18mm MCP）	13.3mm*13.3mm
最短光学门宽	＜ 2ns	无
读出噪声	5 e-	4.5 e-
门控	2ns	无
响应范围	280 – 810nm	200-1100nm

典型应用
放射性核污染物检测

远程拉曼探测模块搭载在无人遥控车，搭配成空间外差拉曼光谱仪可以有效识别1m 处的放射性危险物品。


图 1m 远处硝酸铀酰拉曼光谱	图 1m 远处煤油拉曼光谱

行星探测

中国科学院万雄老师设计了一款激光诱导击穿光谱LIBS+ 拉曼系统在火星模拟环境下矿物样品的综合检测能力，采用卡塞格林望远镜结构，远程脉冲拉曼光谱激发，成功检测了8 种典型矿物质（孔雀石、蓝铜矿、雄黄、文石、方解石、硬石膏和石膏等），实验结果表明，该系统可以在火星条件下有效分析矿物种类和成分。

图 1 ：LIBS-Raman 联用光谱实验系统的光学结构及测试样品

Fig.1 Optical structure of the instrument with LIBS-Raman (a) and experimental samples (b)

引用文献：

[1] 袁汝俊, 万雄, 王泓鹏. 基于远程 LIBS-Raman 光谱的火星矿物成分分析方法研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2021, 41(4): 1265.

[2] Foster M, Wharton M, Brooks W, et al. Remote sensing of chemical agents within nuclear facilities using Raman spectroscopy[J]. Journal of Raman spectroscopy, 2020, 51(12): 2543-2551.

矿物勘探

远程拉曼光谱探测技术在矿物与有机质分析方面的独特能力，使得这一技术非常适用于行星表面探测等任务中。

图某含碳酸钙天然石块拉曼光谱分布

材料生长原位监测

远程拉曼光谱技术可实现原位监测材料生长过程，如成分含量、结晶度、缺陷量、薄膜生长速率等参数。M. Gnyba 等人设计远程拉曼光谱技术用于原位监测CVD 制备金刚石膜生长过程，探测距离最高达197mm，文中采用的工作距离为20cm。


图单晶金刚石拉曼光谱	图金刚石薄膜拉曼光谱

远程拉曼光谱可用于材料生长过程中层数、堆叠、缺陷密度和掺杂等参数。M. N. Groot等人[4]采用显微远程拉曼系统分析液态金属催化CVD制备大面积石墨烯材料的生长过程，实现了从连续多晶薄膜生长为毫米级无缺陷单晶。


图 1370k 下405nm 激发的拉曼光谱图	图冷却至室温后 514nm 激发下的拉曼光谱图

Finder RM远程在线拉曼光谱测试系统

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