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共聚焦拉曼光譜儀與普通拉曼光譜儀的區(qū)別解析

2025年05月15日 13:49 來源：奧譜天成（廈門）光電有限公司
　　拉曼光譜技術(shù)在物質(zhì)分析領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，而共聚焦拉曼光譜儀和普通拉曼光譜儀在諸多方面存在明顯區(qū)別，以下從原理、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用等角度進(jìn)行詳細(xì)解析。
　　一、原理及結(jié)構(gòu)差異
　　1、原理方面
　　普通拉曼光譜儀基于拉曼散射效應(yīng)，當(dāng)激發(fā)光照射到樣品上時，樣品分子的振動或轉(zhuǎn)動會引起光的頻率發(fā)生改變，產(chǎn)生拉曼散射光，通過收集這些散射光并進(jìn)行分析，就能得到樣品的拉曼光譜，從而反映分子的結(jié)構(gòu)等信息。
　　共聚焦光譜儀同樣依據(jù)拉曼散射原理，但引入了共聚焦顯微技術(shù)。它利用點(diǎn)照明和點(diǎn)探測的方式，只有樣品中被激光聚焦的那一微小區(qū)域所產(chǎn)生的拉曼散射光能夠被探測器接收，極大地提高了空間分辨率，能夠?qū)悠愤M(jìn)行微區(qū)甚至單點(diǎn)的拉曼光譜分析。
　　2、結(jié)構(gòu)差異
　　普通拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由激光源、樣品池、光譜儀（包含光柵等分光元件）以及探測器等部分組成。激光照射到樣品池中的樣品上，產(chǎn)生的拉曼散射光經(jīng)收集后進(jìn)入光譜儀進(jìn)行分光，然后由探測器接收并轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行處理。
　　共聚焦光譜儀則在普通拉曼光譜儀的基礎(chǔ)上增加了共聚焦光學(xué)系統(tǒng)。其配備了高精度的顯微鏡物鏡，用于將激光聚焦到樣品的微小區(qū)域，同時在探測端通過針孔等共聚焦元件，只允許來自焦點(diǎn)處的拉曼散射光通過，排除了樣品其他部位的雜散光干擾，使得儀器的空間分辨能力得到顯著提升。
 

共聚焦拉曼光譜儀

 

　　二、性能特點(diǎn)區(qū)別
　　1、空間分辨率
　　普通拉曼光譜儀的空間分辨率較低，通常只能對較大面積的樣品進(jìn)行整體的拉曼光譜檢測，難以對樣品中微小的局部區(qū)域（如小于幾微米的尺度）進(jìn)行精準(zhǔn)分析。例如在分析一些具有微觀相分離結(jié)構(gòu)的材料時，普通拉曼光譜儀可能只能得到材料整體的平均光譜信息，無法分辨出不同相的具體光譜特征。
　　共聚焦拉曼光譜儀具備高空間分辨率，能夠?qū)悠愤M(jìn)行亞微米甚至更小尺度的微區(qū)分析。比如在研究細(xì)胞內(nèi)不同器官elles的拉曼光譜差異時，光譜儀可以精準(zhǔn)聚焦到單個細(xì)胞器上，獲取其拉曼光譜，為揭示細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)組成和生理狀態(tài)提供了有力工具。
　　2、抗干擾力
　　普通拉曼光譜儀在檢測過程中容易受到樣品表面不平整、周圍環(huán)境光以及樣品其他部位的散射光等干擾，導(dǎo)致光譜信噪比降低，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　共聚焦光譜儀由于共聚焦系統(tǒng)的作用下，有效抑制了來自樣品非焦點(diǎn)區(qū)域的雜散光，大大提高了光譜的信噪比，能夠在復(fù)雜背景下更準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)微區(qū)的拉曼光譜信號。
　　三、應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ?/div>
　　1、普通拉曼光譜儀應(yīng)用
　　適用于對樣品整體成分分析、常規(guī)物質(zhì)的鑒定等場景。例如在化工行業(yè)中，用于檢測大宗化學(xué)品的成分純度；在高校的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，用于讓學(xué)生了解常見物質(zhì)的拉曼光譜特征等。
　　2、共聚焦拉曼光譜儀應(yīng)用
　　更多應(yīng)用于需要高空間分辨率分析的領(lǐng)域，如材料科學(xué)中對納米材料、復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)分析；生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)?xì)胞、組織切片的精細(xì)成分成像分析；文物保護(hù)中對文物表面微小磨損、腐蝕區(qū)域的化學(xué)成分探測等。
　　總之，共聚焦光譜儀相較于普通拉曼光譜儀在空間分辨率、抗干擾力等方面優(yōu)勢明顯，二者在不同的應(yīng)用場景中發(fā)揮著各自重要的作用。

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