近年來，拉曼光譜技術(shù)在食品安全、生物醫(yī)藥、分子結(jié)構(gòu)研究、化工過程、生物化學(xué)、考古及文物鑒定、法學(xué)樣品分析等各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，被稱為“分子指紋”的拉曼光譜技術(shù)因其無損、便捷、速度快、穩(wěn)定性高的優(yōu)良特性，在光學(xué)快檢領(lǐng)域受到大力推崇。
但是，在拉曼光譜檢測技術(shù)擁有眾多優(yōu)點的同時，其缺陷也暴露出來，信號弱和易受干擾可以說是目前限制拉曼技術(shù)應(yīng)用的大瓶頸。特別是在拉曼光譜應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展的現(xiàn)在，越來越多的物質(zhì)或是因為條件限制無法獲取高信噪比的拉曼光譜，或是因為自身強熒光掩蓋了原本就很弱的拉曼信號，導(dǎo)致應(yīng)用受限。
便攜式差分拉曼光譜儀的主要設(shè)計難點：
◆小體積高可靠性雙頻激光器集成設(shè)計(超高溫控精度要求，超高精度功率控制，超窄線寬)
◆高效率光路和高分辨率光譜接收系統(tǒng)設(shè)計
◆精確分時鍵控的脈沖式采樣方式
◆激光光源波長臺間差矯正
◆差分譜圖標(biāo)準化算法，消除因臺間差引起的差分間距及對齊誤差
◆光譜對齊、曲線矯正、差分解調(diào)等系列算法
我們通過多年深入研發(fā)位移差分拉曼光譜技術(shù)，取得突破性進展，在自主研發(fā)并迭代優(yōu)化了多波長集成化激光光源、光路系統(tǒng)和高分辨率接收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還創(chuàng)**的采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于任意函數(shù)可以被一個有三層單元的網(wǎng)絡(luò)以任意精度逼近(Cybenko1988)這一原理，通過迭代的方式，同時將差分、對齊和基線矯正同時完成。實驗經(jīng)過幾十次迭代(用時0.2s)可以準確分離差分信號和基線偏差。
SERDS Portable-BASE優(yōu)勢
◆可直接測量高熒光物質(zhì)
◆抗干擾、抗噪聲，大幅提高系統(tǒng)整體的檢測靈敏度和信噪比
◆濾除干擾峰(如環(huán)境光峰、PL峰等)，只保留純凈的拉曼峰，便于理論研究
◆整體系統(tǒng)的高靈敏度保證可以測量微弱信號物質(zhì)(如深色物體)，捕捉微小信號差異
◆在保證對拉曼峰測量準確性的前提下，可大幅降低光源功率
◆消除探測器壞點，提高整機可靠性和光譜容錯糾錯能力
SERDS Portable-BASE性能參數(shù)
◆光源：雙頻輸出(Δλ≤1nm)，單頻輸出功率≤450mw，線寬≤0.06nm
◆光譜范圍：180-3200cm-1
◆差分譜對齊算法：簡智DA-AUTO*算法，實現(xiàn)微小波長差下光譜的能量對齊
◆解調(diào)算法：簡智BPD-Smart*算法，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行去噪，曲線矯正和反卷積迭代的差分光譜解調(diào)算法
◆矯正算法：針對設(shè)備臺間差，自動代入光源波長差，多次迭代實現(xiàn)差分譜標(biāo)準化。
便攜式差分拉曼光譜儀
應(yīng)用實例
◆利用差分技術(shù)在低信噪比測試環(huán)境下，還原獲得硅片純凈的拉曼峰
通過差分拉曼光譜技術(shù)，可以在檢測中排除因為環(huán)境或物質(zhì)熒光引起的干擾峰
◆使用低功率直接測量深色ABS塑料，避免樣品燒毀
從低信噪比的微弱信號中還原出差分頻移分量并還原出純凈的拉曼特征譜◆利用低功率直接測量日落黃樣品
左圖為日落黃樣品在弱激發(fā)下的差分拉曼光譜復(fù)原圖
右圖紅色部分為日落黃樣品，黑色部分為在正常拉曼光源功率下被燒焦的樣品
