精準(zhǔn)捕捉拉曼信號——時間門控拉曼光譜系統(tǒng)實驗結(jié)果深度解析

在上篇的文章(詳見文末目錄：閃光科技推出高性能時間門控拉曼光譜系統(tǒng)，為科學(xué)研究注入新動力!)，一文中，我們詳細(xì)介紹了時間門控拉曼光譜系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用場景。本篇我們將為您深入解析我們通過該系統(tǒng)所獲得的實驗結(jié)果，展示其在實際應(yīng)用中的出色表現(xiàn)。

01、系統(tǒng)簡介

如上次所述，時間門控拉曼光譜系統(tǒng)通過使用Princeton IsoPlane零像散光柵光譜儀，配合逐光IsCMOS時間分辨像增強(qiáng)相機(jī)和532nm脈沖激光器，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的時間同步與控制。這一系統(tǒng)的設(shè)計初衷是為了屏蔽掉熒光、環(huán)境光等干擾因素，從而在納秒級別的時間尺度上捕捉純凈的拉曼信號。

02、實驗成果

1)激光器與相機(jī)的精準(zhǔn)同步

激光器型號：SpitLight EVO S OPO-100(INNOLAS)

光譜儀型號：Isoplane320(Teledyne Princeton Instruments)

相機(jī)型號：TRC411-S-H20-F(CISS)

我們通過連接激光器的SYNC PC接口與相機(jī)的trigger in接口，實現(xiàn)了激光器與相機(jī)的同步操作。為了確保信號匹配，我們采用了15dB的衰減器，確保激光器信號電平符合相機(jī)的接受范圍。接下來，通過相機(jī)的序列掃描功能，找到了與激光器同步的最佳時刻，約在50ns左右。

操作步驟：在樣品端放置一個紙板，采集紙的熒光信號，并使用相機(jī)的序列掃描功能進(jìn)行推掃，找到與激光器的同步時刻。

序列掃描參數(shù)：

觸發(fā)模式：EXTERNAL_TRIGGER

外觸發(fā)頻率：100Hz

GATE門寬：20ns

MCP GAIN：2500

掃描通道：CH_GATE

掃描變量：CHANNEL_DELAY

起始：0ns

結(jié)束：200ns

步距：1ns

序列掃描曲線：

找到相機(jī)與激光器的同步時刻在50ns左右。

紙的熒光信號：

2)材料拉曼信號的采集

在實驗中，我們將材料放置于激發(fā)激光的焦點(diǎn)位置，利用累加模式采集了分子篩和硫酸鋅的拉曼信號。由于激光器的激發(fā)頻率為100Hz，拉曼信號較為微弱，因此每次實驗我們都進(jìn)行了100次累加。最終的實驗結(jié)果展示了系統(tǒng)在消除熒光和環(huán)境光干擾方面的優(yōu)異性能，成功捕捉到清晰的拉曼光譜信號。

①分子篩拉曼信號：

②硫酸鋅拉曼信號：

03、實驗結(jié)論

本次實驗驗證了時間門控拉曼光譜系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的出色性能。通過精確同步激光器與相機(jī)，我們成功消除了熒光和環(huán)境光對拉曼信號的干擾，使得實驗結(jié)果更加可靠、清晰。這一系統(tǒng)為科研工作者在復(fù)雜樣品的分析中提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，特別是在材料科學(xué)、化學(xué)分析、生物醫(yī)學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域。

通過這次實驗成果的分享，我們希望能夠為更多的科研人員帶來啟發(fā)，并促進(jìn)時間門控拉曼光譜系統(tǒng)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。未來，我們將繼續(xù)進(jìn)行深入的實驗研究，探索其更多潛在應(yīng)用，為科學(xué)研究貢獻(xiàn)更多高質(zhì)量的實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。

審核編輯 黃宇