激发波长

拉曼光谱仪的激发波长种类繁多，例如奥谱天成常规提供的波长有266nm，532nm，633nm，785nm，830nm，1064nm。面对如此繁多的激发波长应该如何选择呢？表 1 激发波长选择那么红外激发波长的优劣势？近红外的激发波长一般在700nm以上，常见的有785nm，830nm和1064nm。采用近红外的激发波长通常是为了抑制荧光干扰。荧光需要先吸收外来的光，然后才能发射出荧光。而拉曼是单纯的光散射过程，无需吸收。大多数样品的荧光吸收带都处于可见光的部分，只有少数材料的吸收带位于近红外区域，因此测试大部分的样品，近红外激光不会引起荧光。而拉曼却可以正常出现。当样品在可见激发下有很强的荧光干扰时，使用近红外拉曼是一个很好的解决方案，可以获得优质的拉曼光谱。但是近红外的激光激发的效率不高（拉曼信号强度与激发波长的四次方成反比）会导致灵敏度降低。所以，785?nm激光激发的拉曼强度几乎只有532?nm激光激发的拉曼强度的五分之一；1064nm激光激发的拉曼信号强度只有532nm激光激发的十五分之一。此外，CCD探测器的灵敏度在近红外部分的响应度也比较低，因此，与使用可见激光测量相比，要获得同样的光谱质量，近红外拉曼的测量时间相对长很多。那么紫外激发波长的优劣势？紫外激发波长一般在350nm以下，常用的有266nm。采用紫外的激发波长同样可以抑制荧光影响，和近红外相似，荧光的吸收带主要在可见波长段，荧光信号和拉曼不在同一区域（近可见波长段可能也会出现荧光），虽然荧光信号远远高于拉曼信号，但是不会受到荧光的干扰。许多生物样品（例如蛋白质，DNA，RNA等等）会与紫外激发波长产生共振，使拉曼信号增强数倍，对于测试这类样品的结构提供的便捷。此外，紫外激光在半导体材料中的穿透深度一般在几个纳米的量级，对于测试样品表面的薄膜可以进行选择性的分析。紫外波长的激发效率较高，因此使用较低的功率就可以激发出较强的拉曼信号。但是由于紫外激发波长的热效应较高，在紫外激光照射下会使得样品烧坏或者降解。同时，紫外光束无法用肉眼看见，紫外的激光器体积更大，操作复杂，价格也更为昂贵，使得紫外拉曼依然需要专业技术人员操作。在如此多样的激发波长的拉曼光谱仪（激光器和光谱仪一般都是配对的，无法通过购买多种激发波长的激光器适用同一个光谱仪），根据自身所需检测样品的特性，来挑选合适的激发波长。荧光干扰、共振增强都是需要考虑的。表2是奥谱天成的科研级便携式拉曼和亲民型的手持式拉曼，满足您对测试各种样品的需求。表 2 产品列表

听用户真实评价，晓新品技术进展！【评新而论】第3期，主角是安科慧生的双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪（MEGREZ-A），曾荣获“3i奖-2022年度科学仪器行业优秀新品”。本次分享清华大学、万华集团以及南京土壤所共计3家知名单位的用户评价。 仪器新品区 点击询价双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪是一款新型的能量色散X射线荧光光谱仪，与传统能量色散XRF和波长色散XRF相比，是在光路上的一次全新创新，核心在于采用双曲面弯晶的单色化入射，消除X射线管出射谱中韧致辐射入射样品所产生的连续散射线背景干扰，由于聚焦激发，提升了硅漂移探测器（SDD）元素荧光接受立体角与强度，大幅提升XRF元素检测灵敏度。同时采用双光源激发能够实现从碳到铀的全元素检测，且各元素的检出限均可满足不同行业对主量元素及微量杂质元素的检测要求。具有样品处理简单、分析速度快、精度高、维护及运行成本低等特点，且性能优于同类产品，同时配备自动进样装置实现测试自动化，节省劳动力。一、创新点：1.1双源单色化聚焦激发技术双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪首先采用全聚焦型双曲面弯晶单色化技术，将X射线光管出射谱中靶材特征射线单色化衍射并聚焦到样品一点，大幅降低X射线管出射谱中连续散射线背景对样品元素谱的干扰，提升元素检测信噪比，弥补了传统能量色散X射线荧光光谱仪对待测元素灵敏度不足。其次，由于不同元素的激发能量（吸收限）不同，为达到最佳的荧光产额，采用双光源进行单色化照射待测样品，激发待测元素，从而进行全元素的定性和定量分析。1.2定量方法—基本参数法基本参数法(FP)是XRF定量分析的一项前沿技术，其通过对X射线荧光物理学明确的物理现象建立基本参数库和系列数学模型，经过大量计算直接得到样品中各元素的含量，解决了XRF基体效应、元素间吸收增强效应、谱线重叠干扰、探测器各种效应等对定量分析的复杂性和不确定性，实现欠缺标准样品情况下的样品元素定量分析。这弥补了经验系数法需要大量标准样品校正的缺陷。北京安科慧生研发的快速基本参数法（Fast FP2.0）不仅采用基本参数库，同时建立系列的数学模型，从而使得基本参数法提升到定量分析水平，在样品适应性、定量精度、扩展性等方面处于国际领先水平。二、功能介绍：2.1元素范围从碳到铀元素，且检出限低，灵敏度高。采用双源单色激发能量色散X射线荧光光谱仪元素检测范围扩展到C、N、O、F，检测精度优于大型的波长色散X射线荧光光谱仪。采用双光源单色化激发，降低背景连续谱干扰，降低元素检出限，比如超轻元素氧的检出限可达到0.2%，氟元素检出限低至0.05%；重金属镉、砷、铅等低至0.1mg/kg以下。谱图如下：图：双源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪超轻元素谱图表1部分重金属检出限重金属元素铅镉汞砷铬镍锡铊检出限(mg/kg)0.070.030.10.060.20.10.10.08注：检测时间为300s2.2可实现在少标样甚至无标样的情况下进行定量分析。X射线荧光光谱仪因其样品无需消解等前处理，因此样品基体较为复杂，元素之间、基体与元素间、探测器效应等均对定量有影响。快速基本参数法采用基本参数库与数学模型结合来消除各种X射线荧光光谱法中的各种效应，从而对未知样品进行定量分析，如表所示。表1 标准值与FP计算值准确性对比样品名称Cr(mg/kg)Ni(mg/kg)Cu(mg/kg)标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差GSD-2729.8±2.631.425%15.2±0.917.3114%916±699908%GSD-3270±6.776.59%28.1±1.728.672%25.7±1.330.0417%GSS-6048±354.6414%23±224.798%21±121.42%GSS-2462±263.432%24±125.56%28±130.389%ESS-157.261.958%29.630.94%20.924.7118%ESS-470.484.0619%32.837.0213%26.329.4912%续表1 标准值与FP计算值准确性对比样品名称As(mg/kg)Pb(mg/kg)Cd(mg/kg)标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差标准值FP值相对误差GSD-2711±0.612.3913%22±0.623.015%0.36±0.030.32-11%GSD-3233.9±1.133.890%35.7±1.339.5611%0.38±0.040.347-9%GSS-6014.3±0.315.529%18.7±0.618.881%0.113±0.0050.098-13%GSS-2415.8±0.916.826%40±241.784%0.106±0.0070.092-13%ESS-110.712.8920%23.624.423%0.0830.06-28%ESS-411.413.8421%22.624.659%0.0830.07-16%2.3样品采用下照式，避免粉末样品污染X射线出射及入射窗口。2.4仪器结构紧凑，无需较大激发电压，光管功率最大仅为50W，运行及维护成本较低。相较于波长色散型X射线荧光光谱仪，光路紧凑，无需较大激发光源，因此运行维护成本较低。因为功率较小因此对样品的烧灼破坏较小，尤其针对空气滤膜等样品来说，样品损失较小，重复利用率较高。对于某些受热易挥发元素如硫、氯等元素，也是降低其损失性。2.5样品处理简单、检测速度快。检测元素样品一般仅需要15分钟左右。 评"新"而论区 用户单位1：清华大学应用领域：综合科研评论：由于学生研发项目较多，合成及研制的样品类型各种各样，样品基体组分复杂多样，没有任何相关标准物质，同时要求全元素的同时测定。双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可快速定性出样品中的全部元素，同时在无标准物质标准曲线的情况下，达到准确定量效果，非常适合未知样品的准确定性和定量，对于科研人员非常友好。用户单位2：万华集团应用领域：锂电池评论：当前锂电池材料尤其是硅氧碳富集材料的准确定量分析非常复杂，且数据稳定性较差，采用双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可以有效激发C、O、Si等超轻元素的特征X射线荧光峰，采用不同比例混合的硅氧富集材料进行无标定量，无标定量结果与理论值线性良好，测试实际样品测定值也与理论值相符合，为今后行业元素测定提供了新的思路和方法。用户单位3：南京土壤所应用领域：土壤检测评价：土壤中的全总量元素，尤其是Si、S等元素的测定，方法繁杂，要求技术人员操作技术非常高，且经验丰富，此外，测试周期较长，日常样品通量少，面对一百以上甚至上千的样品来说，检测任务非常繁重，而采用双源单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪可同时对全总量元素及痕量重金属快速准确定量，同时仅需5~7个标准样品进行校正，可适应各类不同土壤类型，同时配备了自动进样系统，完全可胜任大批量工作。用户可从繁重的检测任务中解脱出来，投身更多的科研项目。“3i奖-2023年度科学仪器行业优秀新品”评选火热进行中！获奖结果将于ACCSI2024中国科学仪器发展年会现场揭晓并颁发证书。时间：4月17-19日地点：苏州狮山国际会议中心详情点击：https://www.instrument.com.cn/accsi/2024/index日常新品申报入口↓↓↓https://www.instrument.com.cn/Members/NewProduct/NewProduct关于：“3i奖—科学仪器行业优秀新品”仪器及检测3i奖，又名3i奖（创新innovative、互动interactive、整合integrative），是由信立方旗下网站：仪器信息网和我要测网联合举办的科学仪器及检验检测行业类奖项，是随着行业的发展需求，应运而生。从旗下第一个奖项优秀新品奖于2006年创办，3i奖为记录行业发展路上的熠熠星光，截至目前，已设置有12个常设奖项。“科学仪器行业优秀新品”作为3i奖中非常重要的一项，旨在将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户，同时，鼓励各仪器厂商积极创新、推出满足中国用户需求的仪器新品。“科学仪器行业优秀新品”评选活动已经成功举办了十七届。评选出的年度优秀新品受到越来越多仪器用户、国内外仪器厂商以及相关媒体的关注和重视。经过10余年的打造，该奖项已经成为国内外科学仪器行业最权威的奖项之一，获奖名单被多个政府部门采信，仪器信息网新品首发栏目也成为了国内外科学仪器厂商发布新品的首选平台 往期回顾 vol.01评"新"而论|达普Cytospark CSP高通量细胞筛选系统vol.02评"新"而论|Akoya PhenoCycler-Fusion单细胞原位空间组学分析平台

据《日刊工业新闻》报道，日本电气通信大学、理化学研究所、东京大学等多个大学和研究机构组成的研究团队，最近成功开发波长为0.15纳米的原子级激光器。据称，该激光器的波长是目前世界最短，比现有最短波长激光器的波长小一个数量级。该研究成果已发表在英国《自然》杂志电子版。　　研究团队在20微米厚的铜箔上照射X射线，使其产生X射线激光，从而通过微小材料制成高效X射线激光器。据报道，该X射线激光器的研制成功，首次在硬X射线区实现了利用原子能级差的原子级激光器。该激光器在可视光至近红外光谱有广泛应用，但较难使用于包括X射线在内的短波长领域。　　研究团队利用X线自由电子激光设备(SACLA:SPring-8 Angstrom Compact Free Electron Laser )去除围绕原子核旋转的电子中最靠近原子核的一个电子，通过几乎同时射入的弱X射线，成功激发了被称为傅立叶极限的理想激光。　　报道称，该研究成果的意义还在于，利用作为导线的铜箔可实现理想的X射线激光器，预示了将来使用电路板铜线实现X射线激光器的可能性。