拉曼光譜是基于拉曼效應的科學原理。拉曼效應是指光與物質相互作用時,光的頻率發生偏移的現象。當一束單色光照射到樣品上時,部分光會發生散射,其中大部分散射光與入射光頻率相同,但有一小部分散射光的頻率會發生偏移,這種現象稱為拉曼散射。拉曼光譜儀通過探測這些偏移光的頻率差,進而獲得樣品分子的振動、旋轉等信息,從而實現物質的分析與識別。
便攜式拉曼光譜儀的工作原理與傳統的拉曼光譜儀類似,但其區別在于便攜式版本采用了輕量化設計和高度集成化技術,使得儀器可以方便地攜帶并在各種環境下進行測量。通常,拉曼光譜儀使用激光作為激發光源,通過光纖將光傳導到樣品上,散射光則通過光纖返回,經過分光裝置,最終通過探測器進行分析。

便攜式拉曼光譜儀的主要技術特點:
1.輕便與小巧:采用了輕便的設計,體積小巧,便于現場應用,操作也更加簡便。
2.高分辨率與高靈敏度:在保證光譜分辨率和靈敏度的基礎上,優化了儀器的核心組件,如光源、探測器和光學系統,使得便攜式設備在性能上能夠與傳統的桌面儀器媲美。
3.實時檢測:能夠實時獲取樣品的光譜信息,并迅速分析出樣品的成分和特性,滿足現場檢測的需求。這一點特別適合需要即時反饋的行業。
4.非破壞性測試:拉曼光譜技術是一種非接觸、非破壞性的分析方法,對于無法取樣或要求保持樣品完整性的應用場景尤為重要。
5.多功能性:隨著技術的發展,逐漸集成了多種功能,如自動識別樣品、數據存儲與分析、無線數據傳輸等,拓展了其應用范圍。
便攜式拉曼光譜儀的應用領域:
1.環境監測:可用于環境污染監測,如檢測水體中的有害物質、空氣中的有毒氣體等。由于其實時檢測的能力,在應急響應和污染源追蹤方面具有重要作用。
2.食品安全:在食品行業,被廣泛應用于食品成分分析、食品質量檢測等領域。它能夠迅速檢測食品中的化學添加劑、污染物等,對保障食品安全具有積極作用。
3.藥物檢測:在藥品的質量控制和驗證中有著重要的應用。它能夠通過檢測藥物成分來識別藥品的真實性,防止假藥流入市場。
4.材料科學:還被廣泛應用于新材料的研發和現場分析中。例如,能夠用于識別納米材料、合金、礦物等,幫助科研人員快速獲得材料的分子結構和特性。
5.法醫學:在法醫學中,能夠用于犯案現場的快速分析。它能夠檢測血跡、煙草等殘留物,為案件調查提供支持。
6.考古學和藝術品鑒定:在考古學和藝術品鑒定中也有應用。它可以分析古文物的成分,幫助鑒定其年代、制作材料等信息。