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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(duì)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(jí)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(duì)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(jí)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(duì)等工作
? 操作簡單：軟件界面友好，人機(jī)對(duì)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(xiǎn)品檢測；
? 同時(shí)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(shí)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(gè)拉曼活性振動(dòng)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(gè)振動(dòng)模式，用VH偏振拉曼散射配置可以觀察到14個(gè)T2g 振動(dòng)模式。在非偏振拉曼散射配置下，由于3Ag+8Eg 的振動(dòng)模式的散射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于T2g 振動(dòng)模式的散射強(qiáng)度，14個(gè)T2g 振動(dòng)模式基本上被淹沒在3Ag+8Eg 的振動(dòng)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(gè)振動(dòng)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(jí)（熒光）的識(shí)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(hào)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)散射強(qiáng)度提供了關(guān)于電子能級(jí)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(jí)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(jià)比的科學(xué)儀器。
最后我們?cè)俸唵谓榻B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(duì)這款光譜儀感興趣，請(qǐng)后臺(tái)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間，環(huán)境溫度25℃，白色塑料樣品瓶。
