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技術(shù)文章

RamanProbe 是 工業(yè)拉曼應(yīng)用的真正選擇

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RamanProbe 是 工業(yè)拉曼應(yīng)用的真正選擇



1.光學(xué)設(shè)計(jì):InPhotonics所有的探頭都設(shè)計(jì)用于高通量、低背景和緊湊的尺寸。

2. 優(yōu)化的收集光學(xué)器件:拉曼散射本質(zhì)上很弱——InPhotonics的同軸探頭捕獲盡可能多的光子以獲得最高靈敏度。

3. 高效過(guò)濾:InPhotonics的探頭在激光線處的 OD > 8,因此您的光譜儀無(wú)需額外過(guò)濾。光纖背景也可以忽略不計(jì),即使是通過(guò) 200 米的光纖!

4. 單根光纖集合:InPhotonics的探頭是完整的、經(jīng)過(guò)全面測(cè)試的,包括光纖電纜。InPhotonics的 200 µm 采集光纖通常可以直接連接到您的光譜儀,并且可以輕松且經(jīng)濟(jì)高效地耦合到延長(zhǎng)電纜。將成本與較大的光纖和光纖束進(jìn)行比較!

5. 無(wú)全息或?qū)訅汗鈱W(xué):InPhotonics僅使用可承受高溫和高濕的硬質(zhì)氧化物濾光片。背景在很寬的溫度范圍內(nèi)保持不變,并且過(guò)濾器不會(huì)隨著時(shí)間的推移分層。

6. 內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn):InPhotonics的過(guò)程探頭內(nèi)置了內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)——無(wú)需拆卸或脫離探頭即可測(cè)試整體儀器性能。

7. 靈活性:InPhotonics以六種不同的激發(fā)波長(zhǎng)制造探頭,并將定制制造,包括具有不同光纖長(zhǎng)度的探頭。

8. 可靠性:InPhotonics 的拉曼產(chǎn)品在產(chǎn)品壽命和客戶滿意度方面有著良好的記錄。

9. 經(jīng)驗(yàn):InPhotonics在制造堅(jiān)固耐用的拉曼光纖探頭和光譜儀方面擁有超過(guò) 10 年的經(jīng)驗(yàn)。

10. 應(yīng)用支持:InPhotonics知道如何使用拉曼來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題。InPhotonics在銷售和制造工廠同時(shí)進(jìn)行持續(xù)的、先進(jìn)的研究。

 

光纖拉曼采樣探頭中的背景過(guò)濾

介紹

拉曼光譜是一種特別的技術(shù),是對(duì)紅外吸收光譜的補(bǔ)充。 對(duì)于遠(yuǎn)程分析,拉曼實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)在于它可以在比“中紅外”區(qū)域更短的波長(zhǎng)下進(jìn)行,從而能夠使用更高效的光纖材料測(cè)量基本振動(dòng)模式。 例如,當(dāng)在可見(jiàn)光或近紅外區(qū)域使用激發(fā)源時(shí),石英光纖能夠有效地傳輸激光并收集來(lái)自樣品的散射輻射。

光纖拉曼探頭的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)由兩根緊密安裝在一起的單根光纖組成。 在這種配置中,一根光纖連接到激光激發(fā)源并照亮采樣區(qū)域。 另一根光纖收集散射光并將能量傳輸?shù)焦庾V儀。 通過(guò)使用更多的收集光纖或通過(guò)添加聚焦光學(xué)器件來(lái)改善激發(fā)和收集光纖之間的重疊,可以放大光的收集。

光纖背景

二氧化硅光纖很容易在光譜的近紅外和可見(jiàn)光區(qū)域進(jìn)行傳輸。在拉曼實(shí)驗(yàn)中,激光源通過(guò)光纜照射。在光纖的另一端,激光線從光纖傳輸時(shí)幾乎沒(méi)有衰減;然而,光輸出還包含由石英光纖材料本身產(chǎn)生的拉曼帶。樣品激發(fā)后,大部分散射光強(qiáng)度與入射激光束(瑞利線)的頻率相同。在收集并隨后通過(guò)第二根光纖傳輸之后,二氧化硅拉曼譜帶明顯比典型樣品產(chǎn)生的譜帶更強(qiáng)烈。除了在測(cè)量后使用光譜減法之外,無(wú)法從結(jié)果數(shù)據(jù)中去除這些干擾帶或“光纖背景”。根據(jù)樣品的散射強(qiáng)度和光纖的長(zhǎng)度,二氧化硅背景可以*覆蓋所產(chǎn)生的光譜。

從拉曼光譜中去除光纖背景的一種方法是準(zhǔn)確的光學(xué)過(guò)濾。 過(guò)濾是一個(gè)兩步過(guò)程,因?yàn)轫殢膬蓷l光纖中過(guò)濾/防止頻帶; 這是通過(guò)在激發(fā)和收集光纖之間加入各種濾光片來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 這些光學(xué)元件只允許激光線照射到樣品上,并且在散射光通過(guò)收集光纖傳輸之前有效地去除瑞利線。

• 同軸設(shè)計(jì)通過(guò)使用公共透鏡確保激發(fā)和收集光纖之間的最大重疊; 激發(fā)光纖和收集光纖被成像到空間中的同一點(diǎn)。

• 具有聚焦光束可以準(zhǔn)確定位采樣位置; 測(cè)量可以通過(guò)厚玻璃容器通過(guò)聚焦在容器壁外來(lái)進(jìn)行。

• 單根光纖可以通過(guò)直接耦合到附加光纖來(lái)擴(kuò)展; 這也可以挽救損壞的探頭光纜。


具有高效過(guò)濾的同軸設(shè)計(jì)

RamanProbeTM可在*去除光纖背景的同時(shí)優(yōu)化光通量。 它是一個(gè)同軸、兩根光纖的探頭; 一根光纖用于激發(fā),另一根光纖用于收集。 通過(guò)使用透鏡聚焦激光并收集散射輻射來(lái)優(yōu)化兩個(gè)光纖末端之間的重疊。

光束路徑如附圖所示。在激發(fā)光纖的末端,一個(gè)透鏡用于準(zhǔn)直激光。帶通濾光片去除二氧化硅拉曼譜線,只傳輸純激光。二向色濾光片還將另一個(gè)透鏡聚焦的激光線傳輸?shù)綐悠飞?。同一個(gè)透鏡收集從激光方向散射 180 度的光(反向散射)。收集到的信號(hào)然后由二向色濾光片通過(guò)長(zhǎng)通濾光片組件反射,該濾光片組件僅傳輸斯托克斯散射光。最后一組濾光片將瑞利譜線衰減了 108 倍,從而防止在收集光纖中出現(xiàn)的二氧化硅拉曼譜觀察到瑞利線。最后,另一個(gè)透鏡用于將光聚焦到輸出光纖上,僅由樣品的譜線組成。所有這些光學(xué)元件都包含在一個(gè) 0.5 英寸(25.4 毫米)直徑的不銹鋼外殼中,非常適合手持使用,并且可以進(jìn)行定制修改。

RamanProbe 中的過(guò)濾非常有效,以至于整個(gè)光譜范圍(包括激光線)都可以成像到 CCD 芯片上,而無(wú)需在光譜儀中進(jìn)行額外的過(guò)濾。 光學(xué)元件能夠承受高溫(約 200 C),并且通過(guò)添加延長(zhǎng)管,可以將其移離樣品更遠(yuǎn)的位置,以用于更高溫度的應(yīng)用。

單光纖與束收集

與束設(shè)計(jì)相比,同軸探頭具有許多優(yōu)點(diǎn):

• 在收集光纖和激發(fā)光纖之間的準(zhǔn)直光束路徑中安裝濾光片是消除光纖背景的較有效方法。

• 激發(fā)和收集光纖之間的光泄漏(稱為“串?dāng)_”)是不可能的,因?yàn)楣饫w本身是相互隔離的。

概括

未過(guò)濾的束探頭適用于非常短的長(zhǎng)度(例如 < 1 m)和測(cè)量高散射樣品時(shí)。 在散射較弱且需要更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度(例如 100 m 或更長(zhǎng))的情況下,具有高效過(guò)濾功能的同軸探頭可以提供高質(zhì)量的拉曼光譜,而沒(méi)有任何二氧化硅背景。 RamanProbe 將最少數(shù)量的光學(xué)元件集成在一個(gè)小巧、堅(jiān)固的探頭中,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良性能和實(shí)驗(yàn)多功能性。

 

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