什么是拉曼光谱？

光谱是色散系统分散开的单色光按波长顺序排列的图案，其中包含了波长与能量信息。根据物质光谱的波长和能量等信息识别物质并确定其成分结构和相对含量的方法叫光谱分析。光谱分析具有灵敏，迅速的优点。光谱分析已广泛应用在化工、生物医疗、地质检测、环境保护、公共安全等众多领域，在现代分析技术中发挥着重要作用。

印度物理学家拉曼首次发现了拉曼光谱。当光线作用于物质时，有一部分的波长会发生变化，这种非弹性散射称为拉曼散射。拉曼散射光谱属于分子光谱，充分反映了物质结构和官能团信息，是一种物质结构的分析测试的重要手段。

在众多光谱分析技术中，拉曼光谱、红外光谱、X 射线光谱、核磁共振光谱和紫外光谱是最常使用的手段。相对于另外几种手段，拉曼光谱分析技术具有：探测范围宽，方便、快速现场测量、无损伤、能够测量水溶液、拉曼特征峰清晰尖锐易于分析的优点，受到了越来越多的重视。

拉曼光谱包含了拉曼特征峰的位置与强度信息，特征峰的位置是频率变化的值，它是由分子转动和振动决定的。不同的物质具有不同的分子结构，反映在谱图上是特征峰的位置和强度信息的不同。这让拉曼光谱成为了物质鉴定的“指纹”。

拉曼分析独特的优点促进了实现拉曼光谱分析的仪器的发展。下图为HORIBA公司LabRAM HR Evolution拉曼光谱仪。

便携式拉曼光谱仪的发展现状   

便携式拉曼光谱仪相对于传统的实验室拉曼光谱仪来说有方便、现场迅速检验的优点，具有十分广阔的发展前景。国外知名仪器厂商早已将便携式拉曼光谱仪商品化，并且技术已经趋于成熟。

Ocean Optics公司 QEPro 便携式拉曼光谱仪的波数范围为150-4000 cm-1，分辨率为8cm-1，信噪比为1000:1，QEPro便携式拉曼光谱仪如下图所示。

B&WTEK的便携式拉曼光谱仪产品是 iRaman 系列。该产品具有宽光谱范围、高分辨率、小尺寸、便于携带、低功耗等特点。该仪器有三种激发光源：532nm、785nm、830nm。采用带TE致冷的CCD，接口为SMA905，采样灵活。总重仅为3kg，光谱分辨率达到了3cm-1。785nm激发光源产品的检测范围为65cm-1 - 3400cm-1。iRaman光谱仪如下图所示。

Thermo Fisher公司的 First Defender 系列手持式拉曼光谱仪性能优异，使用方便。检测范围在250cm-1 - 2875cm-1，重量仅为1.8kg。

Kaiser Optical Systems公司 RamanRXN 系列785nm激发光源产品的检测范围为100cm-1 - 3425 cm-1，尺寸为58cm×45cm×20cm。

目前，国内市场大部分份额仍被国外产品占据。而同时国内也出现了性能不错的光谱仪生产厂家。

上海复享的K-SENS拉曼光谱仪系统采用了模块化的设计，NOVA光谱仪自带制冷功能，系统波数范围为175cm-1 - 3215cm-1。拉曼光谱仪如下图所示。

南京简智公司所开发的SSR-3000拉曼光谱仪系统将系统各部分集成到一个手提箱中。该系统波数范围为180cm-1 - 3300cm-1,分辨率9cm-1。光谱仪如下图所示。

这是一条分界线

但是，国产便携式拉曼光谱仪也存在一些问题。

大多数拉曼光谱仪使用基于平面光栅的Czerny-Turner 结构，这不利于小型化，不利于提高灵敏度。同时CCD制冷系统的能力也存在不足，不利于灵敏度的提高。虽然国产便携式拉曼光谱仪比国外的便宜得多，但仍然达到了十几万到几十万人民币范围。在降低成本的同时，提高食品、药品、危险品、化学品等问题的检测能力，很有必要解决便携式拉曼光谱技术中的一些常见问题，研究其中的关键技术。好了，这期就到这里吧，我们下次再见，拜拜。作者：流浪少侠随心侃