拉曼篩選必須對各種包裝的樣品和有顏色或雜質(zhì)的樣品有效迹鹅，這些樣品的熒光可以根據(jù)激發(fā)激光波長的不同淹沒拉曼信號。采用共線樣品照明和拉曼散射收集的設(shè)計贞言，效率更高斜棚，分布在更大的采樣區(qū)域该窗，對樣品有更低的照明功率密度打肝，減少了對深色樣品可能存在的樣品加熱問題。更大的樣品面積的測量提供了更可靠的識別挪捕。這種透視拉曼技術(shù)和使用較長的激光波長激發(fā)克服了使用拉曼光譜進行現(xiàn)場測試所遇到的許多困難。
ST拉曼識別分析樣品的優(yōu)勢
在傳統(tǒng)的拉曼儀器中，采樣光學器件采用類似于共聚焦顯微鏡的聚焦設(shè)計鉴嗤。它們的激發(fā)光束和拉曼信號光束都集中在同一個點上斩启。樣品通常放置在這個焦點上，在激光焦點處有一個小的高功率密度的采樣區(qū)域醉锅。通過這種方式兔簇，激發(fā)功率密度和拉曼信號輻射在采樣體積較大化，并且只有來自這個緊密聚焦的體積的信號被收集硬耍。這種共聚焦設(shè)計具有較大的吞吐量的優(yōu)勢垄琐，可以用于測量透明容器內(nèi)的樣品，就像共聚焦顯微鏡做光學切片一樣狸窘。當容器強烈地漫射光時，共聚焦方法失去了它的效力坯认，因為光不能再聚焦到容器內(nèi)的材料上。擴散散射容器內(nèi)材料的拉曼信號較弱牛哺，通常伴隨容器本身的強特征陋气。
STRaman?技術(shù)擴展了拉曼光譜的能力，以測量漫射散射包裝材料下的樣品-允許在不透明包裝和透明層中的樣品透視(ST)識別引润，這可以用傳統(tǒng)的拉曼完成巩趁。ST拉曼技術(shù)是基于增加拉曼的光傳輸和收集系統(tǒng)晶渠，通過使用反射腔。從樣品的多次反射拉曼散射提高了激發(fā)效率燃观，也提高了收集效率褒脯，并與光譜儀一起使用，以收集來自反射腔的額外光子缆毁。
STRaman?反射腔在光學上有三個用途番川，比傳統(tǒng)的拉曼光譜分析提供多種增強:(1)比共聚焦方法提供更大的采樣區(qū)域;(2)通過多次反射和散射來較大限度地收集信號;(3)將采樣區(qū)域與污染信號的環(huán)境光隔離。使用專門的反射腔增強了來自較深層的拉曼信號的相對強度脊框，從而增加了有效的取樣深度颁督，并允許在視覺不透明容器內(nèi)的材料測量浇雹。更大的取樣面積還具有降低激光對樣品的功率密度，從而消除樣品損傷的額外優(yōu)勢昭灵。利用這種降低的功率密度伐谈，可以在不受激光燒蝕表面損傷的情況下測量有色樣品和含能材料试疙。大的采樣區(qū)域提高了測量精度诵棵，消除了在非均勻樣品上測量小光斑尺寸時檢測到的可變性，其中光斑尺寸在粒度大小的順序上祝旷。
圖1
在常規(guī)拉曼中履澳，激發(fā)激光聚焦于或靠近樣品表面，如圖1(a)所示怀跛。當該表面為非透明包裝時，如白色聚乙烯(PE)瓶敌完，瓶表面的拉曼散射較強储耐，只有少量的激光穿透壁到樣品內(nèi)部羊初。下面的光譜1(a)是在白色瓶中的苯甲酸鈉樣品滨溉，箭頭指向苯甲酸鈉的微弱信號，主要信號來自PE瓶的拉曼散射长赞。利用散焦激發(fā)光束和漫射散射機制，光線覆蓋更大的區(qū)域(幾毫米)并穿透瓶壁得哆。在這種情況下脯颜，測量表面下樣品的拉曼散射時贩据，表面本身的貢獻較小栋操。1(b)的光譜以苯甲酸鈉的信號為主要峰，盡管它們的總體強度不是很高饱亮，瓶子表面的總體貢獻要小得多矾芙。使用如圖1(c)所示的STRaman技術(shù)的反射腔近上，拉曼散射信號和激發(fā)信號通過在腔內(nèi)反射并在更大的樣本區(qū)域和更大的深度上有多次反彈而得到增強剔宪。ST拉曼技術(shù)產(chǎn)生了拉曼光譜如圖1(c)中箭頭所示，苯甲酸鈉峰總體強度更大壹无，PE瓶表面的貢獻較小葱绒，反射腔幾乎增加了8倍的信號地淀。
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