拉曼光譜是基于光子與分子相互作用,利用拉曼散射原理進行檢測的方法,能夠在分子水平上解析幾乎所有形式的材料的結構組成。這種檢測技術具有非接觸性、非破壞性、檢測時間短、樣品所需量小及無需制備的特點,使得拉曼光譜分析在材料科學、生物學、醫學、食品、刑偵、考古、礦物、石油化工、纖維紡織、玻璃陶瓷等領域等具有重要應用。
傳統的拉曼儀器在分析樣品時,常常會遇到熒光干擾的問題而難以獲得干凈的拉曼信息,通常采用熒光淬滅劑、更換不同激光、移頻激發等方法來消除熒光干擾,這些方法提高了儀器成本,對樣品缺乏普遍適用性。而時間門控拉曼在時間尺度上對拉曼信號和熒光進行區分,只收集拉曼的信號而拒絕熒光信號,從而實現排除熒光干擾目的。而且增加了時間角度觀察樣品。如下圖:
圖 1.時間門控拉曼原理圖 和含時間的三維譜圖
晶體YIG(Y3Fe5O12,釔鐵石榴石)是重要的激光材料,是一個典型的具有熒光的樣品,其產生的熒光在普通拉曼測試中無法消除,而利用時間門控拉曼技術則無熒光導致的虛假譜峰。如下圖2:
圖 2. YIG 在 785CW,532CW,532TG下的拉曼譜圖
傳統連續激光785波長和532波長下,在800-2000cm-1區間因熒光出現所謂拉曼峰;而時間門控拉曼532波長測得的譜圖才是YIG干凈的拉曼譜峰。
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