拉曼光譜專題4|解鎖拉曼分析密碼：光譜分辨率的奧秘與應(yīng)用
你是否想過,，在微觀的分子shi界里，如何精準區(qū)分相似的化合物,，看透材料的應(yīng)力和壓力效應(yīng),？答案就藏在拉曼光譜的 “幕后英雄"—— 光譜分辨率里！
拉曼光譜蘊含著海量信息,，而光譜分辨率堪稱從中提取關(guān)鍵信息的 “黃金鑰匙",。分辨率越高，我們就越能像擁有 “火眼金睛" 般,，清晰區(qū)分相似化合物,、辨別分子結(jié)構(gòu)的細微差異，還能精準測量材料的應(yīng)力和壓力變化,?？梢哉f，選對光譜分辨率,，拉曼測量實驗就成功了一半,！
光譜分辨率（R）到底是什么？簡單來說,，它是光譜分辨細節(jié)特征的能力,，公式為 R = λ/Δλ，其中 Δλ 是在波長為 λ 時能區(qū)分開的Min波長差,。在拉曼光譜研究中,，小的峰位移動、相近譜帶分離,、譜帶寬度的微小變化,，都可能藏著關(guān)鍵信息，而低分辨率很可能讓這些重要信息 “溜走",！圖1為不同的分辨率對于同意物質(zhì)拉曼光譜細節(jié)的呈現(xiàn)效果,。
圖1：分辨率對于確定拉曼光譜細節(jié)的效果。
在色散型拉曼光譜儀里,，單級單色儀是常用配置,，它憑借高通光效率和緊湊體積 “脫穎而出",。它的光譜分辨率由入射狹縫寬度、衍射光柵刻線密度（N）,、衍射光柵焦長（F）和探測器幾何大小等因素共同決定,。
衍射光柵：分辨率的 “調(diào)節(jié)器"
衍射光柵就像光譜的 “調(diào)色盤"，刻線密度（每毫米刻線條數(shù)）決定了它的 “調(diào)色能力",?？叹€密度越大，色散分光本領(lǐng)越強,，光譜分辨率也就越高,。比如，1800 gr/mm 光柵的色散本領(lǐng)是 600 gr/mm 光柵的 3 倍,！對比不同刻線密度光柵下異丁苯丙酸的拉曼光譜（如圖2）,，600 gr/mm 光柵的圖譜粗糙模糊，而 1800 gr/mm 光柵的圖譜則精細入微,，展現(xiàn)出晶體結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵細節(jié),。不過，光柵刻線密度不能無限增大,，這背后的奧秘,，我們接著往下看。
圖 2: 不同光柵收集的異丁苯丙酸（ibuprofen）的拉曼光譜,，顯示出通過增加光柵刻槽密度所帶來的光譜分辨率的提高(N= 600,950,1800 grooves/mm),。
光柵焦長：分辨率的 “穩(wěn)定器"
焦長 F 同樣對分辨率影響深遠，就像相機的焦距,，焦長越長,，分辨率越高，能捕捉到光譜中更多精細細節(jié),。圖3是焦長300和焦長800效果對比圖,。但和光柵不同，光譜儀的焦長是固定的,，它默默決定著色散度和分辨率的 “上限",。如果不需要高色散度，通?？梢圆捎霉鈻趴叹€密度較小的光柵,，但是反過來則是不可以的。
圖3 : 焦長 300/800mm 的效果對比,，(a) 在嚴格相同的實驗配置條件下,，采用 (F1=300mm) 和 (F2=800mm) 測量的阿斯匹林的拉曼光譜對比圖， (b) 不同焦長導(dǎo)致色散度改變的示意圖,。
分辨率：一場精密的 “平衡藝術(shù)"
光柵刻線密度和焦長可以相互補償,，但也有 “紅線",。比如，3600gr/mm 光柵雖然色散能力強,，但Max波長受限,，還可能因非z佳覆蓋導(dǎo)致信號損失。這就需要在兩者間找到平衡,，才能讓光譜儀發(fā)揮性能。
入射狹縫：連接色散與分辨率的 “橋梁"
入射狹縫寬度與分辨率緊密相連,，狹縫像在探測器上的寬度就是分辨率的體現(xiàn),。不過，狹縫寬度不能隨意減小,，還得綜合考慮信號采集等因素,，這又是一場需要精心權(quán)衡的 “較量"。圖4為狹縫寬度對光譜分辨率的影響,。
圖4 :狹縫寬度 Ws 對于 CCl4光譜分辨率的影響 ,。
說了這么多，如何才能擁有一臺 “全能型" 拉曼光譜儀,，輕松應(yīng)對各種科研挑戰(zhàn),？答案就是我們的明星產(chǎn)品 ——AUT-XperRF 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)！
它堪稱拉曼光譜界的 “瑞士jun刀",，集多種強大功能于一身,。作為二合一儀器，它融合拉曼光譜模塊和 TRPL 測量模塊,，是確定材料特性的 “得力干將",；同時，它還是 AUT-XperRAM S 系列和 FLIM 的 “夢幻組合",，高性能光譜儀,、檢測器和快速掃描器模塊強強聯(lián)手，“戰(zhàn)斗力" 拉滿,！
AUT-XperRam 提供 35mm,，300mm，850mm 三種焦長激光器,，搭配不同刻線密度的光柵,，輕松實現(xiàn)低至 25px-1 的超高光譜分辨率！無論是高分辨率需求,，還是低分辨率應(yīng)用,，它都能靈活適配，還能保持超高通光效率,，讓拉曼測量結(jié)果精準無誤,。
從生物學(xué),、醫(yī)學(xué)研究到太陽能電池效率分析，它都能大顯身手,！拉曼光譜單點采集,、拉曼 mapping 圖像采集、光致發(fā)光（PL）數(shù)據(jù)采集,、時間分辨光致發(fā)光（TRPL）數(shù)據(jù)采集,，統(tǒng)統(tǒng)不在話下！
AUT-XperRam 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)就是你探索未知的 “魔法之眼",！現(xiàn)在,，就加入我們，一起開啟檢測新篇章,，解鎖微觀shi界的無限可能,！
昊量光電，致力于為拉曼光譜研究打造一站式服務(wù),，同時提供其他材料分析技術(shù),。我們的產(chǎn)品從設(shè)計到制造，始終聚焦高效率,、性能和高性價比,。對于 AUT-XperRam 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)有興趣或者任何問題，都歡迎通過電話,、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系,。
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