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UVRaman100紫外共振拉曼光谱系统的详细介绍:
新一代紫外共振拉曼光谱仪
中国科学院大连化学物理研究所中国科学院李灿院士及其研究小组自行研制了我国 台紫外共振拉曼三联光谱仪,获得中国科学院发明二等奖、国家发明二等奖。并于2008年4月8日,和北京卓立汉光仪器有限公司共同组建“现代仪器联合实验室”,强强联手,迈出了研究成果向产品转化的重要一步。
UVRaman100紫外共振拉曼光谱系统的组成主要是:
1、激光器部分:紫外或可见光激光器,紫外可调谐窄线宽激光器。
2、光谱仪部分:三联单色仪+高灵敏度科学级CCD。
3、信号采集部分:高效率光谱采集组件。
UVRaman100的优点是:
◆ 合适的紫外激光激发可以*避免荧光本底的干扰。
◆ 由于拉曼信号强度正比于激发激光频率的四次方,紫外激光激发拉曼信号效率更高。(同等功率266nm激光可激发出比532nm激光高16倍的拉曼信号)。
◆ 共振拉曼可以提供很高的共振增强因子,(理论限可达106倍)从而大幅度提升检测限。
◆ 可以实现选择性激发,当我们把激光器调谐到某物质激发峰上时,可以只对此特定物质实现共振增强提升几个数量级的信号强度,其他物质由于几乎没有共振增强,可以进一步提升信噪比,这一点对于催化和生物研究非常有利。
◆ 由于采用的是三联单色仪滤除瑞利散射,而非陷波滤波器,设备可以测试地低到到几个波数的拉曼光谱。
1、激光器部分: ◆ 325nm HeCd激光器:325nm; TEM00 mode; 激光功率30mW-50mW输出备选 ◆ 244nm倍频可调谐氩离子激光器: 244nm; TEM00 mode; 激光功率24mW; 另有229,238,248,250,257,264nm输出谱线 ◆ 532nm 绿光DPSS激光器:TEM00 mode,激光功率20-100mW备选 ◆ 窄线宽可调谐掺钛蓝宝石激光器: |
| 可调谐范围 | 输出平均功率 | 单个晶体可调谐范围 |
基频 | 700-960nm | >1W | 100nm |
二倍频 | 350-480nm | 90-500mW | 50nm |
三倍频 | 233-320nm | 20-250mW | 33nm |
四倍频 | 193-240nm | 5-100mW | 25nm |
光谱线宽 | <0.1cm-1 | 功率稳定度 | <3% rms |
CCD或EMCCD | 光谱CCD | 光谱CCD | 光谱EMCCD |
像素数 | 1024×256 | 2048×512 | 1600×400 |
像素尺寸um | 26×26 | 13.5×13.5 | 16×16 |
成像面积 mm | 26.6×6.7 | 27.6×6.9 | 25.6×6.4 |
低制冷温度 oC | -100 | -100 | -100 |
电子增益 | NA | NA | 1-1000 |
附录:
附录1.紫外拉曼与共振拉曼原理与应用简述
荧光干扰问题和灵敏度较低严重阻碍了常规拉曼光谱的广泛应用。但近年来发展起来的紫外拉曼光谱技术有效地解决了上述问题。紫外拉曼光谱技术的出现和发展大大地扩展了拉曼光谱的应用范围。右图是紫外拉曼光谱避开荧光干扰的原理图。荧光往往出现在300 nm-700 nm区域,或者更长波长区域。而在紫外区的某个波
紫外拉曼光谱技术的另一个突出特点是,拉曼信号可以通过共振拉曼信号得到增强。共振拉曼效应可以从拉曼散射截面公式得到解释:根据Kramers-Heisenberg-Dirac 散射公式:
在公式 (1)中,ωri 是初始态i到激发态r的能量差频率,ωL是入射激光频率。当激发光源频率靠近电子吸收带时, 项分母趋近于零,因而其散射截面异常增大, 导致某些特定的拉曼散射强度增加104~106 倍。共振拉曼光谱的谱峰强度随着激发线的不同而呈现出与普通拉曼不同的变化。
将紫外共振拉曼用于表征多组份体系时,可以选择性的激发某些组分相应的信息,从而使与这些组分相关的拉曼信号大大增强,得到共振拉曼光谱
附录2:实验举例
◆ 微孔-介孔材料骨架中超低含量的孤立的过渡金属离子(例如Ti-MCM-41)能够通过紫外共振拉曼光谱可靠、准确地鉴别出来。
◆ 利用紫外拉曼避开荧光和增加灵敏度的特点,可以对分子筛合成过程中的合成前体、中间物以及分子筛晶体的演化过程进行研究。
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