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English| 發(fā)布日期：2021-06-24 |
文中的材料由中科院物理所劉玉龍老師提供，誠摯感謝劉玉龍老師對如海光電的支持！
摘要
用RMS1000微型拉曼，可測到石榴石等其它功能材料完整的聲子光譜和相應(yīng)的電子發(fā)射光譜。
一、RMS1000產(chǎn)品介紹
RMS1000（Raman Minimal System）是如海光電新研發(fā)的又一款小型785nm拉曼光譜儀，將它與激光器、拉曼探頭、光纖光譜儀與光電探測器等核心部件集成為一體，可成為一款小型高性能科研級別的便攜式拉曼光譜儀。它具有高靈敏度、高信噪比、光譜范圍寬等優(yōu)異的性能。
用RMS1000光纖光譜儀配置的整機(jī)具有體積小巧，重量輕，可以單獨(dú)使用，也可以作為手持式、便攜式、箱體式等多種制式的拉曼光譜儀系統(tǒng)，也可以根據(jù)用戶需求定制產(chǎn)品，并可提供針對檢測需求專用的探頭和樣品支架，能夠充分滿足科研院所，相關(guān)監(jiān)管機(jī)構(gòu)與企業(yè)在無機(jī)/有機(jī)材料、生物生命，化學(xué)/化工、藥物分析，食品安全，刑偵鑒定，環(huán)境污染檢測等研究中的需求。
二、技術(shù)特點(diǎn)
? 性能優(yōu)異：可達(dá)科研級光譜性能，具有高分辨率、高靈敏度、高性噪比等優(yōu)點(diǎn)
? 無損檢測：能夠透過透明或半透明包裝直接檢測，例如玻璃、塑料袋等
? 遠(yuǎn)距離測試：可以距離樣品1m進(jìn)行檢測；
? 軟件強(qiáng)大：兼容多種操作系統(tǒng)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析、比對等工作
? 操作簡單：軟件界面友好，人機(jī)對話，操作簡單
? 多功能檢測附件：配備各類大孔徑收集效率的光纖探頭、成套的光纖探頭拉曼顯微鏡、可配備多種采樣探頭，各類包括遠(yuǎn)程檢測需要的光纖拉曼探頭，可適用于危險品檢測；
? 同時支持多系統(tǒng)配置：更小的體積，可以連接手機(jī)、電腦等進(jìn)行檢測操作，直連直采，即插即用；
? 可以直接插在顯微系統(tǒng)上，做顯微拉曼應(yīng)用。
三、YIG/GGG 薄膜的拉曼與熒光光譜的測試與研究
1) 實(shí)驗(yàn)搭建
1. RMS1000微型拉曼光譜儀
2. SH-RAM-D20測量支架
3. 實(shí)驗(yàn)測試樣品——YIG&GGG
2) 測試結(jié)果展示
1. YIG/GGG 薄膜與GGG晶體的拉曼模式識別：
YIG/GGG 薄膜是用外延生長法將釔鐵石榴石（Y3Fe5O12,簡稱YIG）生長在釓鎵石榴石（Gd3Ga5O12 簡稱GGG）襯底上的亞鐵磁性薄膜。在光通訊中，YIG/GGG薄膜是1.3-1.5微米光隔離器的核心部件之一。YIG和GGG材料同屬立方晶系，它有25個拉曼活性振動模式（3Ag+8Eg+14T2g）。如果用VV偏振拉曼散射配置可以觀察到3Ag+8Eg共11個振動模式，用VH偏振拉曼散射配置可以觀察到14個T2g 振動模式。在非偏振拉曼散射配置下，由于3Ag+8Eg 的振動模式的散射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于T2g 振動模式的散射強(qiáng)度，14個T2g 振動模式基本上被淹沒在3Ag+8Eg 的振動模式中。因此，在非偏振拉曼散射配置下，我們只能觀察到3Ag+8Eg 的11個振動模式，如圖1所示。
圖1. YIG/GGG 薄膜和GGG襯底的非偏振拉曼散射光譜圖
2. YIG/GGG 薄膜與GGG晶體的晶場能級（熒光）的識別：
圖2 YIG/GGG 薄膜和GGG襯底的非偏振拉曼散射光譜圖
從圖1所示已知，YIG/GGG薄膜的聲子的拉曼散射信息主要集中在100-1000波數(shù)范圍內(nèi)。在大于1000波束范圍外，它們信號主要來自于YIG與GGG晶體場中的電子躍遷，如圖2所示。與晶格振動光譜相比，稀土石榴石的電子光譜受到了廣泛的關(guān)注。關(guān)注的原因有三： 第一，稀土石榴石可為成為制備先進(jìn)固體激光器的材料，第二，晶體場論方法可以應(yīng)用于它們的電子光譜分析，電子光譜用于對稀土鐵石榴石結(jié)構(gòu)的完整理解是非常必要的，尤其是對在這稀土石榴石中存在著的超交換作用的理解。
就這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作而言，我們發(fā)現(xiàn)利用拉曼光譜，通過入射激光波長與散射光的相對波數(shù)位移不僅提供了關(guān)于石榴石材料中的聲子和電子能量的信息，而且拉曼相對散射強(qiáng)度提供了關(guān)于電子能級波函數(shù)的信息。
就我們研制的RMS1000型拉曼光譜儀功能而言，用785nm激光波長的激發(fā)，即可得到石榴石等其它功能材料完整的聲子光譜和相應(yīng)的電子發(fā)射光譜，并且用它所獲得的高信噪比的拉曼光譜與研究級光譜儀處在同一水平。RMS1000型拉曼光譜儀為從事材料學(xué)研究的科研人員提供了一款高性價比的科學(xué)儀器。
最后我們再簡單介紹這款高性能拉曼光譜儀的相關(guān)參數(shù)和典型光譜，如果有用戶對這款光譜儀感興趣，請后臺留言或直接電話聯(lián)系~
四、產(chǎn)品參數(shù)
五、典型光譜
六、光譜一致性
檢測條件：純酒精，200ms積分時間，環(huán)境溫度25℃，批次靈敏度一致性±15%。
七、檢出能力驗(yàn)證
檢測條件：0.5%乙醇，5000ms積分時間，環(huán)境溫度25℃，批次靈敏度一致性±15%。
八、遠(yuǎn)距離檢測驗(yàn)證
檢測條件：100%正己烷，3000ms積分時間，環(huán)境溫度25℃，距離樣品距離1m。
九、穿透性檢測驗(yàn)證
檢測條件：無水硫酸鈉，1000ms積分時間，環(huán)境溫度25℃，白色塑料樣品瓶。
