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影响拉曼光谱仪分辨率的因素有几种

发布时间:2021-02-05      点击次数:432
  拉曼光谱仪该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确,以低波数测量能力著称;采用共焦光路设计以获得更高分辨率,可对样品表面进行um级的微区检测,也可用此进行显微影像测量。
  拉曼的分辨率跟很多因素有关系,如检测器宽度、像素大小、光栅宽度、狭缝长度,这不止决定于检测器,还取决于许多光学元件。分辨率要求越高,光路系统可能会设计越大,这也是越准确的拉曼仪器,它的物理体积越大的原因。同样,如果需要更高的解析度,线性阵列的数目就要更多,比如1024格或2048格。
  单光子器件主要有两个优势。一个是噪声低,第二个是敏感度高。
  在检测器噪音方面,一种是散粒噪声,散粒噪声肯定存在,各式各样的检测器如CCD、CMOS、单光子检测器都有的,这是不可消除的物理噪音。另外一种就是暗计数,这个也是每一个器件都会存在的噪音。
  这是在信号放大与转换过程中也会产生噪音,任何电子放大器都有本身多余的噪声,操作越快速度越快,噪声越大,也就是信号截取越快,噪声越大。
  一般的成像检测器还有固定模式噪音,这个噪音在我们单光子成像检测器里是没有的。
  另外一个敏感度方面,单光子成像检测器里用的是单光子雪崩二极管,给它一个光子,它能产生雪崩效应,后面能产生非常大的电压出来,它的敏感度特别高,可以检测到单光子,而且它的工作模式跟CCD是不一样的,CCD它是属于积分式的工作模式,隔一段时间采一次,而单光子检测器是实时采集的。
  灵敏度可以检测到光子级别,时间准确度可以到皮秒这个单位,而CCD只能做到微秒(除非使用增强CCDs才能达到皮秒级别,但是会需要很高的电压(>> 500Volt))。我们做拉曼分析以后,打脉冲激光,出来的拉曼信号和荧光信号时间是有不同的延迟的。
  一般拉曼信号会很快出来,后续是荧光信号出来,在时间上, CCD把信号全部累积起来了,拉曼信号和背景荧光信号都累计起来了。而单光子技术利用这个时间先后,在电子电路设计上,可以只让单光子技术去通过这种时间窗的控制故意只吸收拉曼信号出来的波段,通常这个级别的话都是几个皮秒。
  所以这个皮秒级别是传统CCD、CMOS很难做到的。但是单光子计数器就可以搭配时间窗的控制,去做到后面这些比较慢来的荧光就不来。我们本身有滤波器滤掉背景荧光之外,还在时间上做了滤除,这样信噪比就会大大提高。
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