為了在拉曼儀器中獲得低頻振動瓤湘，光譜儀須將瑞利光盡可能地排斥在接近激光線的地方瓢颅。有效信號與瑞利光的比率通常在60-70dB。
因此瑞利光須被抑制至少6個數(shù)量級才使弱拉曼模式被檢測到弛说。拉曼系統(tǒng)最低可測頻率由拒絕直射光的陷波濾波器截止值決定挽懦。目前工
業(yè)中陷波濾波器截止頻率大于200 cm-1，斯托克斯反斯托克斯模的同時測量受到此頻率范圍的限制木人⌒攀粒基于布拉格光柵陷波濾光器
(BNFs)的VBG可用一套濾光器代替雙光譜儀級，從而使具有低頻測量能力的拉曼系統(tǒng)成本更低醒第，體積更小渔嚷。
圖1
在布拉格條件下玻靡，最小透過角與一定波長耦合评肆。濾光片在較大的波長范圍內(nèi)角度可調(diào)倦逐。改變?nèi)肷涔馀c濾光片的夾角可在不損失光密度的
情況下調(diào)節(jié)反射波長。單個BNF在400-1100 nm范圍內(nèi)典型光密度為3-4挡毅。在785 nm處述么，單光柵最大光密度為OD5擅耽。大多數(shù)拉曼光譜
儀需60dB以上瑞利光抑制打毛，這可以通過幾個BNFs的順序級聯(lián)得到。圖1顯示了兩個級聯(lián)BNFs在785 nm處光譜輪廓途乃，兩個濾光片組合
光密度約為7榔至。圖2顯示了一個高端薄膜陷波濾波器的光譜輪廓∑劾停可見使用VBG濾波器技術(shù)可以實現(xiàn)帶寬的顯著降低唧取，這使得單級光譜
儀進行超低頻率拉曼測量成為可能。
圖2
不同BNFs的透射光譜如圖3所示划提。OD>3在488 nm處的濾光片枫弟，其特征損耗約為15-20%，532 nm濾光片損耗為15-20%鹏往，633 nm
濾光片損耗為10-15%淡诗，而785 nm濾光片損耗小于10%。BNF光學(xué)損耗主要是由光在玻璃體中的散射引起的伊履。光散射與波長的四次方
成正比增大韩容。這導(dǎo)致濾光片在較短波長的透射率下降。值得注意的是唐瀑，圖3中的測量是用涂有抗反射(AR)薄膜的濾光片進行的群凶。AR涂層
的透射變化決定了濾光片透射曲線的形狀。在標(biāo)記的諧振波長處哄辣，BNFs的實際透射率接近于零请梢。透射光譜中銳線的測量深度(圖3)是由
用于這些測量的分光光度計的光譜分辨率和光束發(fā)散度決定的，分光光度計的光譜分辨率和光束發(fā)散度大于BNFs的光譜寬度和角度接
受度力穗。
另一種用于拉曼光譜應(yīng)用的VBG濾波器如圖4所示毅弧。一組BNFs可以抑制6個數(shù)量級以上的瑞利光，距離激光線5cm-1当窗。然而够坐，拉曼光譜
中使用的激光光源大多具有大于-60 dB的噪聲，如放大自發(fā)輻射(ASE)崖面、等離子體線等元咙。因此，為了檢測出微弱的低頻拉曼模式,激光線
必須清洗到-60分貝或更低嘶朱《昱鳎基于薄膜技術(shù)的帶通濾波器可用于此目的；然而疏遏，它們不能去除距離激光中心波長100-200cm-1以內(nèi)的
噪聲。與陷波濾波器類似，薄膜帶通濾波器的線寬受到外延層數(shù)量的限制财异，這些外延層可以在不降低質(zhì)量的情況下沉積倘零，因此，目前只
能窄到幾納米戳寸。
圖3
反射型的VBG呈驶，即BragGrate?帶通濾波器(BPF)，可將頻譜噪聲降低至-60-70分貝疫鹊，如圖4所示袖瞻。BPF并不是一個真正的帶通濾波器，
因為它反射信號而不是傳輸信號拆吆；然而它把有用的信號從噪聲中分離出來聋迎，清理激光線。BPF的典型衍射效率約為95%枣耀，相應(yīng)地霉晕，有用
信號的損失約為5%。圖4的左面板顯示了在拉曼系統(tǒng)中如何使用BPF的示例捞奕。標(biāo)準BPF的偏轉(zhuǎn)角在20°左右牺堰。可以制作偏轉(zhuǎn)角高達90°的
濾光片颅围，但這種濾光片的角度接受度將會變窄伟葫，這通常是不可取的，因為有更嚴格的對準要求院促。
圖4
基于VBG的凈化濾波器最基本的優(yōu)點是較窄的線寬與BNFs的線寬相匹配扒俯。因此，在與被研究樣品相互作用后抑制激光線的陷波濾波器
相同的線寬下一疯，BPF可以清潔激光線并將光譜噪聲降低到-70 dB以下撼玄。圖4的右邊面板顯示在785 nm波長處的激光二極管的原始光譜
(紅線)和使用BPF帶通濾波器清洗后的激光光譜(綠線)。
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