簡(jiǎn)智陣列光斑技術(shù)，拉曼進(jìn)入“面測(cè)量”新時(shí)代

摘要：

拉曼光譜一直使用“點(diǎn)測(cè)量”的方式，簡(jiǎn)智儀器利用自身元器件級(jí)設(shè)計(jì)研發(fā)能力，率先推出“面測(cè)量”方式的便攜式拉曼光譜產(chǎn)品，在不降低拉曼信號(hào)強(qiáng)度的情況下，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)檢測(cè)范圍。在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，激光能量均勻分布，不僅輕松實(shí)現(xiàn)非均勻混合物的準(zhǔn)確檢測(cè)，還徹底杜絕引燃引爆危險(xiǎn)品、或灼燒損壞樣品的風(fēng)險(xiǎn)。

“點(diǎn)”到“面”的突破，將大幅擴(kuò)大拉曼光譜技術(shù)的應(yīng)用范圍，助力拉曼技術(shù)更好的在應(yīng)用實(shí)踐中推廣。拉曼光譜進(jìn)入“面檢測(cè)”新時(shí)代。

簡(jiǎn)智儀器隆重推出搭載MOEMS陣列光斑檢測(cè)技術(shù)的手持式拉曼光譜儀。

近年來(lái)，拉曼光譜在食品安全、公共安全、生物醫(yī)藥、材料化工、高價(jià)值物品鑒定等快速檢測(cè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。拉曼光譜具備諸多優(yōu)點(diǎn)，無(wú)損、便捷、快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確，因此擁有非常大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景，很多廠家也先后推出了各種拉曼產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了很多應(yīng)用突破，但在拉曼底層原理上，一直沒(méi)有太大的突破和進(jìn)展。

我們知道，拉曼光譜測(cè)量有一個(gè)顯著特征就是“點(diǎn)測(cè)量”，即拉曼光譜的測(cè)量位置為一個(gè)直徑在0.1毫米的“點(diǎn)”。這樣的點(diǎn)測(cè)量方式可以保證最大的拉曼光譜收集效率，對(duì)于一些特定應(yīng)用是非常方便的，比如需要對(duì)天然寶石中的包裹體進(jìn)行研究，或者體積較小的物體（如20ct以下的鉆石）。但在有些時(shí)候，高聚焦反而是一種缺陷，甚至變成阻礙拉曼光譜技術(shù)在應(yīng)用中推廣的障礙。

傳統(tǒng)拉曼缺陷一：引燃引爆危險(xiǎn)品、灼燒損壞樣品

由于單點(diǎn)聚焦方式下，激光功率過(guò)于集中，而深色樣品又會(huì)吸收大部分的激光能量轉(zhuǎn)化為熱量，因此在測(cè)量深色樣品時(shí)候，本來(lái)“無(wú)損”的拉曼光譜，反而變成了“引爆器”、“導(dǎo)火索”。

以目前市面上常見(jiàn)的便攜式/手持式拉曼光譜儀為例，為了保證測(cè)量效果，一般激光功率為250-500mw，焦斑直徑約0.1mm。這樣的功率密度，足以立刻引爆黑火藥、煙火藥等常見(jiàn)炸藥，也可以引燃深色塑料、紡織品，甚至在測(cè)量貴重文物珠寶時(shí)，也會(huì)造成一些樣品的損壞（如綠松石、珊瑚、字畫等）。

傳統(tǒng)拉曼缺陷二：無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量非均勻混合的固體樣品

由于傳統(tǒng)拉曼聚焦光斑直徑只有0.1mm，因此當(dāng)遇到非均勻混合的固體樣品時(shí)，很可能測(cè)量的那個(gè)“點(diǎn)”上并沒(méi)有目標(biāo)物質(zhì)。例如注膠的C貨翡翠，如果用拉曼光譜測(cè)量時(shí)，選擇的測(cè)量點(diǎn)上沒(méi)有膠，可能就會(huì)被誤認(rèn)為A貨翡翠。再例如對(duì)于一些混合了食用輔材的毒品、藥品，直接測(cè)量很可能會(huì)只測(cè)到食用輔材的成分而導(dǎo)致誤報(bào)。

Moems陣列光斑安全檢測(cè)技術(shù)誕生

我們知道，聚焦測(cè)量下?lián)碛凶罡叩睦庾V收集效率，而低功率密度和非均勻固體測(cè)量都需要有較大的檢測(cè)面積，那么，在檢測(cè)面積和光學(xué)效率上，是否可以二者兼得呢？

簡(jiǎn)智儀器利用自身元器件級(jí)的設(shè)計(jì)研發(fā)能力，率先推出MOEMS陣列光斑檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)拉曼光譜測(cè)量方式“點(diǎn)”到“面”的重大突破！
簡(jiǎn)智儀器研發(fā)人員的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于復(fù)眼昆蟲，其擁有上百個(gè)“小眼睛”，每個(gè)小的眼睛均可獨(dú)立成像，通過(guò)復(fù)眼結(jié)構(gòu)，昆蟲能獲得了更高的視野和反應(yīng)速度。如果像復(fù)眼一樣，有無(wú)數(shù)個(gè)小透鏡同時(shí)對(duì)激發(fā)光聚焦，我們就可以在透鏡的焦平面將激發(fā)光平均分配為很多份。每個(gè)小的透鏡都是一套獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)，光譜儀狹縫和樣品激發(fā)位置構(gòu)成物象共軛關(guān)系。由于小透鏡位置不同，我們可以把檢測(cè)點(diǎn)覆蓋在一個(gè)很寬的范圍同時(shí)檢測(cè)，解決了拉曼檢測(cè)實(shí)際上只能進(jìn)行“點(diǎn)測(cè)量”的問(wèn)題。

這就是簡(jiǎn)智儀器通過(guò)研究率先推出的MOEMS 陣列光斑檢測(cè)技術(shù)，不止解決了拉曼光譜高聚焦容易引起樣品的灼燒的問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了拉曼檢測(cè)技術(shù)從“點(diǎn)測(cè)量”到“面測(cè)量”的突破。簡(jiǎn)智儀器依托自身元器件級(jí)的研發(fā)設(shè)計(jì)能力，突破重重設(shè)計(jì)和工藝難點(diǎn)，將傳統(tǒng)拉曼中使用的單一透鏡，優(yōu)化為陣列微透鏡，然后再做對(duì)應(yīng)的光路系統(tǒng)的優(yōu)化，研發(fā)出來(lái)的復(fù)眼仿生的MOEMS拉曼探頭，實(shí)現(xiàn)將檢測(cè)范圍擴(kuò)大為厘米量級(jí)！而光點(diǎn)能量降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，并且在檢測(cè)范圍內(nèi)，均勻分布上百個(gè)聚焦光斑點(diǎn)；并且每個(gè)光斑點(diǎn)，保持了高數(shù)值孔徑，在不顯著降低接收效率的前提下，又均勻地分?jǐn)偭思す庹丈涔β�，可以�?duì)樣品進(jìn)行大面積檢測(cè)。

特別是在測(cè)量危險(xiǎn)樣品時(shí)，由于單點(diǎn)功率低于5mw，因此，很安全。徹底杜絕拉曼光譜灼燒損壞樣品，或者引燃引爆危險(xiǎn)品的可能性！并且在均勻分?jǐn)偧す夤β实耐瑫r(shí)，保持超高拉曼接受效率，不會(huì)因?yàn)闇y(cè)量深色物體而導(dǎo)致信號(hào)惡化無(wú)法正確分辨。簡(jiǎn)智儀器有信心，MOEMS將成為下一代便攜式拉曼光譜的常態(tài)性必配技術(shù)。

簡(jiǎn)智儀器在現(xiàn)場(chǎng)快檢技術(shù)發(fā)展高峰論壇暨2019簡(jiǎn)智新品發(fā)布會(huì)上發(fā)布該項(xiàng)新科技，為拉曼光譜底層核心技術(shù)革新拉開了序幕，拉曼光譜進(jìn)入“面檢測(cè)”新時(shí)代。