拉曼光谱是基于光子与分子相互作用,利用拉曼散射原理进行检测的方法,能够在分子水平上解析几乎所有形式的材料的结构组成。这种检测技术具有非接触性、非破坏性、检测时间短、样品所需量小及无需制备的特点,使得拉曼光谱分析在材料科学、生物学、医学、食品、刑侦、考古、矿物、石油化工、纤维纺织、玻璃陶瓷等领域等具有重要应用。
传统的拉曼仪器在分析样品时,常常会遇到荧光干扰的问题而难以获得干净的拉曼信息,通常采用荧光淬灭剂、更换不同激光、移频激发等方法来消除荧光干扰,这些方法提高了仪器成本,对样品缺乏普遍适用性。而时间门控拉曼在时间尺度上对拉曼信号和荧光进行区分,只收集拉曼的信号而拒绝荧光信号,从而实现排除荧光干扰目的。而且增加了时间角度观察样品。如下图:
图 1.时间门控拉曼原理图 和含时间的三维谱图
晶体YIG(Y3Fe5O12,钇铁石榴石)是重要的激光材料,是一个典型的具有荧光的样品,其产生的荧光在普通拉曼测试中无法消除,而利用时间门控拉曼技术则无荧光导致的虚假谱峰。如下图2:
图 2. YIG 在 785CW,532CW,532TG下的拉曼谱图
传统连续激光785波长和532波长下,在800-2000cm-1区间因荧光出现所谓拉曼峰;而时间门控拉曼532波长测得的谱图才是YIG干净的拉曼谱峰。
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