热释光光释光测年仪

在第一台激光器诞生60多年后的今天, 随着激光光源、探测技术、实验装置和数据处理等各方面技术的飞跃发展, 激光光谱技术作为微观感知领域的核心技术, 已经成为物理、化学、生物、环境以及天文学等领域中研究光与物质相互作用的重要手段, 从实验室基础研究到各领域应用第一线都扮演着无可替代的角色。拉曼光谱技术早有布局，突破工业过程气体分析技术瓶颈在工业过程气体监测领域，傅里叶红外（FITR)、质谱(MS)、气相色谱(GC)等原理的气体分析仪各有优点。傅里叶红外技术一个气室很难适合不同的量程，也无法分析H2、02、N2甚至不同的碳氢化合物；质谱分析技术对于同质量的气体分子识别度很低；气相色谱分析需要载气，对于不同类型气体需要切换不同的分离柱。而得益于激光技术的普及以及各种高精度光谱分析模块的出现，激光拉曼光谱气体分析技术发展迅速。该产品主要定位于石油天然气、页岩气、石化、大型煤化工等工业过程高端市场。四方光电副总经理、高级工程师石平静向记者介绍：随着我国对大型能源装备国产化要求的提高，针对高端气体分析仪器领域进口替代需求，为加快解决激光拉曼光谱气体分析仪在不同行业的应用问题，公司早在2012年就开始着手激光拉曼光谱气体分析仪的研究，并作为牵头单位实施国家重大科学仪器设备开发专项“激光拉曼光谱气体分析仪器的研发与应用”项目。通过开发专项的研发，四方光电形成了包括光路及光谱分析、拉曼信号增强、拉曼分析测控软件、智能算法等技术，解决了激光器功率、温度、压力等外部因素的波动对测量精度的影响问题，共获授10项发明专利。通过拉曼信号增强的技术突破及自主研制宽光谱范围的拉曼光谱分析模块，四方光电激光拉曼光谱气体分析仪可以满足天然气多组分快速同步分析。分析时间由原先行业的100秒至几十分钟缩短为10秒，提高了10倍以上；可快速测量CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8、C3H6、C4+、CO、CO2、H2、O2、N2、H2S、H2O、CH3OH、CH3-NO、NO等十余种气体，用一台激光拉曼光谱气体分析仪，配套采用不同应用场景的行业应用软件，就可以解决天然气页岩气成分、煤气化、高炉转炉焦炉、石油炼化等工业流程多组分气体在线监测的行业难点。图1：四方光电激光拉曼光谱气体分析仪（左：实验室台式分析仪 右：在线防爆型分析系统）深耕TDLAS技术，筑就气体分析产业高地近红外和中红外光谱区域新激光器的可用性又推动了气体测量传感器的发展，这些传感器现在广泛应用于工业过程。基于可调谐二极管激光吸收光谱 (TDLAS) 分子，如 O2、CH4、H2O、CO、CO2、NH3、HCI和HF，可以在连续、实时操作中以高选择性和灵敏度进行原位检测。使用波长调制光谱 (WMS) 等灵敏的检测技术，通常可以在1秒的积分时间内进行低 ppb和ppm浓度测量。检测限值可以通过使用抽取式采样和长的多通道池来提高。当前TDLAS 已成为工业过程中用于困难测量任务的公认技术，因为它与高温、高压、粉尘水平和腐蚀性介质兼容，可以确定气体浓度、温度、速度和压力。石平静表示，基于四方光电气体传感技术平台，打造高端气体分析科学仪器是公司重要的长期战略。公司深耕激光TDLAS技术研究多年，旨在提升基于激光光谱测量技术的专业能力，进一步聚焦实验室和过程分析领域，实现业务可持续性发展，为工业客户提供从产品研发和工艺流程设计，到生产制造和质量控制的全方位专业支持。基于对TDLAS技术及激光器的自主研发，公司推出了GasTDL-3100高性能原位激光过程气体分析仪，采用对射式设计，响应时间快速，在原位式测量中以秒计算，可在线及时反应被测气体O2、CO、CO2或者CH4浓度，避免了采样式测量带来的时间延迟；在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下具有良好的适应性；气体浓度不易失真，测量精度高。可以广泛用于冶金、石化、水泥、电力、环保等行业。图2：四方光电TDLAS原位激光过程气体分析仪依托激光核心技术积累，发力环境气体监测正当时在环境监测烟气排放领域，基于TDLAS可调谐半导体激光吸收光谱技术，公司开发了GasTDL-3000激光氨逃逸气体分析仪，适用于在线监测脱硝工艺出口NH3的浓度，采用高温伴热抽取技术，可以有效降低气体冷凝损耗，实时准确地反应逃逸氨的变化，为环保监测提供可靠数据支持。图3：四方光电TDLAS激光氨逃逸气体分析仪“近年来，TDLAS激光气体检测技术以其高效、方便和卓越的通用性也正成为目前解决煤矿瓦斯、燃气报警等环境问题的研究热点”，石平静还告诉记者，在工业领域和日常生活中甲烷一直被广泛应用 ,是典型的易燃易爆气体，及时精准检测，对工矿安全运行、人身安全及环境保护有着十分重要的作用。TDLAS全光学设计、灵敏度高、电绝缘性好、不受电磁干扰、易于微机连接、能实现远距离传输，在易燃易爆物集散地、高温等极端环境中具有不可比拟的独特优势，是目前最有前景的一种甲烷监测传感技术。目前国内外市场上的甲烷传感器种类繁多，TDLAS调谐激光式方法相比于催化燃烧和氧化物半导体三种方法，是一种比较高端的甲烷测量方法，具有精度高、范围大、响应速度快、抗干扰、稳定性好，环境适应性高。近日，四方光电研发推出的一款激光甲烷气体传感器，按管廊标准要求进行设计，可应用于地下管廊(网)、地下井室石油化工、燃气生产运输等有甲烷气体的环境。图4：四方光电TDLAS激光甲烷传感器十年厚积，以激光光谱技术夯实高端医疗呼吸机用氧气传感器领导力地位四方光电坚持“1+3”发展战略，医疗健康气体传感器领域成果转化能力进一步提高，目前有制氧机超声波氧气传感器（取代传统的氧化锆氧气传感器）、激光氧气传感器（取代电化学和顺磁氧气传感器）、超声波肺功能检查仪等。氧气传感器是呼吸机、麻醉机的重要关键部件，开发高性能的医用氧气传感器，打破国外主流呼吸机企业和国外传感器供应商的技术垄断非常必要，是实现高端医疗呼吸机、麻醉机真正国产化的必要条件。呼吸机用氧气传感器国内目前主要采取电化学与顺磁测量氧气浓度，前者使用寿命短，通常使用一年就需要更换，且用一段时间会有偏差，需要不定期校准；后者价格昂贵，对气体压力比较敏感，需要进行压力补偿。针对目前呼吸机用氧气传感器存在的缺陷和技术难点，四方光电基于TDLAS可调谐激光光谱技术原理，就激光器选型与封装技术、氧气传感器控温及驱动电路设计、快速响应微小型气室设计以及信号解调及算法处理等多个方面进行研究，研制出具有较高精度、高稳定性、快速响应的激光氧气传感器，该产品替代同类进口产品，加快补齐我国高端医疗装备的短板，实现自主可控。 图5：四方光电快速激光氧气传感器写在结尾四方光电长期专注于气体传感器以及高端气体分析仪器的研发和产业化，依托省级技术中心、湖北省气体仪器仪表工程中心两个技术平台，四方光电积极融入国家技术创新体系，先后获得国家科技部创新基金重点项目、国家重大科学仪器专项、工信部物联网发展专项、湖北省重大技术创新项目、武汉市重大科技成果转化项目等多个项目的支持，逐步建立了包括红外、紫外、热导、激光拉曼、TDLAS、超声波、电化学、MEMS金属氧化物半导体等原理的气体传感器技术平台，这个平台为四方光电的高端气体分析仪器国产化提供了强有力的动力。最新发展的激光拉曼光谱、可调谐半导体激光吸收光谱TDLAS 等气体分析技术，配合公司常年发展积累的红外、热导、顺磁等原理的气体分析仪器技术，四方光电已经形成我国自有自主知识产权的高、中端完整的气体分析仪器应用解决方案，将大力推动钢铁冶金、煤化工、石油炼化、天然气等国家战略产业以及医疗健康等领域高端装备的国产化。

2012-2021年，光谱仪器及技术突飞猛进，相关的新产品、新技术层出不穷：拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......不仅给科研注入了新的活力，更是给企业带来了客观的经济效益。“光谱十年”之际，仪器信息网特别策划《点亮光谱仪器 “高光”时刻》系列活动，以期盘点光谱仪器及相关技术的突出成果，展现光谱仪器及相关厂商的“高光”时刻。本期，我们特别邀请到了HORIBA 科学仪器事业部荧光产品经理周磊博士讲述HORIBA分子荧光光谱仪的“高光”时刻。仪器信息网：过去十年间，哪些光谱技术的进步让您印象深刻？周磊博士：从1972年推出第一台商业化模块化荧光光谱仪至今，HORIBA Scientific已经拥有50多年设计和生产各类荧光光谱仪的历史。HORIBA从荧光光谱仪这项技术刚开始起步时就一直在推陈出新，每一个新产品都伴随着全新技术的应用，并且一直站在模块化、多寿命技术（相调制、TCSPC、Strobe、MCS、SSTD等）、多功能扩展、多附件耦合的技术前沿，不断创新发展产生了一系列突破性的技术革新，最让人印象深刻的技术包括：表1近10年令人印象深刻的分子荧光技术时间新技术2011• 推出Aqualog光谱仪• 同步吸收-三维荧光技术：消除内滤效应，获得真实指纹图谱2012• 单壁碳纳米管三维荧光分析软件NanoSizer® ：管径、手性指数分析• 多波长对动态扫描技术：同时多组激发/发射波长切换，获得多波长下的荧光强度动力学，适合比率荧光研究2013• 新一代近红外检测技术：全新单点液氮制冷型IGA检测器，工作温度-196℃，具有低噪音，高灵敏度，宽波长范围~2200nm可选的特点2014• 推出Delta系列荧光寿命光谱仪• 创新的荧光寿命动力力学技术：1ms获得荧光寿命，连续动态采集寿命变化• 快速荧光寿命检测技术：新一代高频脉冲光源（100MHz）、死时间10ns的计时单元和皮秒寿命检测器• 新一代25ps寿命检测器：一体式设计、信号装置集成化，避免时间展宽• 新一代皮秒高频脉冲激光器：100MHz可调脉冲皮秒寿命光源，即插即用，全软件控制频率匹配寿命测试2015• 近红外阵列检测技术---碳纳米管红外三维荧光分析（~2200nm）2016• 快速显微光谱成像技术：配合CCD检测器，快速高分辨区域成像• 显微寿命技术：提出光纤耦合、自由光路耦合的标准化方案，轻松耦合多种显微镜，实现显微寿命测试2017• 双通道寿命同时采集技术：配合计时单元的短死时间10ns，同时采集双波长下寿命曲线2018• 推出Duetta荧光及吸收光谱仪• A-TEEM吸收-透射三维荧光技术：同时获得吸收光谱和荧光光谱，消除内滤效应，得到准确的峰位和强度，扩展荧光测试浓度范围• 新一代5ps检测器，满足5ps~1s全寿命范围测试2019• 新一代寿命软件Eztime：寿命拟合全自动化、触摸软件设计• 新一代光谱仪技术：集成长焦长350mm、双进口/双出口、非对称光路设计、全谱慧差校正和三光栅塔轮技术2020• 四通道寿命同时采集技术：配合计时单元的死时间2021• 推出新一代模块化荧光光谱仪Fluorolog-QM• 单脉冲实时采集（SSTD）技术：全波长范围185~5500nm寿命采集• 新一代激发光源技术：低功率高收集效率无臭氧氙灯，波长范围扩展至180nm起• 新一代积分球技术：全球认证内衬材料spectraLon® ，99%漫反射、宽波长范围250~2500nm，低抖动；专用装样孔、固液分离式测量，避免球体污染• 新一代高灵敏红外稳瞬态检测器：采用液氮制冷，低噪音高效率、宽波长范围响应（800~5500nm可选）、同时满足稳态和寿命测试仪器信息网：截至目前，贵公司有哪几款光谱仪器曾经获得“科学仪器优秀新品”奖 ？该仪器研发的背后有什么样特别的故事？ 周磊博士：HORIBA的分子荧光产品一直在推陈出新。这些产品技术不仅得到了仪器信息网各位专家和用户的好评，也多次获得仪器信息网“优秀新品奖”，为整个分子荧光市场注入了新活力。2011年 Aqualog获得2011科学仪器优秀新产品Aqualog® 凭借其高灵敏度、超快速等国际领先技术， 成为全场唯一获奖的分子荧光光谱仪，也是六年来唯一获得此奖项的分子荧光光谱仪。2014年 DeltaFlex获得2014科学仪器行业优秀新产品 2014年，DeltaFlex凭借全球同类产品中最快的寿命衰减采集时间（低至1ms）和超宽的寿命测试范围（25ps~1s）等性能，成为全场唯一获奖的分子荧光寿命光谱仪，也是九年来唯一获得此奖项的分子荧光寿命光谱仪。2018年 Duetta获得2018科学仪器行业优秀新产品 Duetta凭借全球产品中唯一能够一次采集覆盖宽光谱范围（250~1100nm）和专利A-TEEM技术，成为全场唯一获奖的分子荧光光谱仪。2018年 Duetta同期获得2018Pittcon Today Gold Award仪器信息网：获奖产品的销售情况如何？解决了哪些关键问题？有哪些典型用户或典型的应用案例？行业影响力及用户的反馈情况如何？周磊博士：Aqualog（同步吸收-三维荧光光谱仪）基于A-TEEM专利技术，在荧光内滤效应消除、超快三维荧光采集、复杂样品多组分分析等关键问题上具有全新突破，已在环境有机污染物、食品分析、医药等市场方面有突出的表现。例如，陕西科技大学陈庆彩团队围绕“大气颗粒物中新型健康风险物质的污染特征、来源和形成机制”课题研究方面取得重要进展，并在ES&T、ACP、EI等一系列大气环境领域顶级期刊上发表7篇高水平论文。大气颗粒物中的发色团物质组分复杂，基于HORIBA Aqualog 同步吸收-三维荧光光谱仪，使用A-TEEM方法可以有效鉴定和识别多种简单发色团类型，并能够提供构建化学反应中结构-活性之间的关系，对于揭示具体种类发色团产生光化学反应提供了重要方法途径。Aqualog扫描速度快，比常规扫描速度快百倍；软件可自动溯源硫酸奎宁校正曲线及校正内滤效应影响，以及锐利和拉曼散射线，快速输出至多变量分析（例如PARRAFAC），是实时在线分析大气气溶胶的利器。陕西科技大学陈庆彩教授所用的大气气溶胶在线分析系统照片（图上部设备为Aqualog）荧光寿命光谱仪Delta系列，具有全球同类产品中最快的寿命衰减采集时间（低至1ms）和超宽的寿命测试范围（25ps~1s）等性能。该系统一经推出，就受到了业界高度关注，助力科研人员发表了数篇重量级文章，其中仪器仪表类的国际一流期刊“Measurement science and technology”文章就曾提到：“全球首次将百兆赫兹级半导体激光和超短10ns死时间TCSPC计时单元完美匹配，避免了样品的再激发和信号丢失问题，可快至1ms收集荧光衰减曲线。”刊登在“Spectrochimica acta part A: molecular and biomolecular spectroscopy”的文章显示：“基于最新技术的DeltaFlex系统，在无需更换检测器和电子器件条件下实现了皮秒至秒的宽寿命测试，首次利用内源氨基酸监测了不同温度对蛋白变性转换的动态影响。”北京大学分析测试中心作为国内较早的DeltaFlex寿命光谱仪的用户之一，一直以来服务于科研用户。平台在购买荧光寿命测试系统的时候，关妍博士比较了多个厂家，最终选择HORIBA 的DeltaFlex也是考虑了多方面的因素，包括仪器操作简单、相应的配置性能好、具有多种扩展性等。关妍博士在接受仪器信息网采访时曾表示：“其中光源、检测器、计时单元是三个关键因素：一套设备覆盖了皮秒到秒的测试范围；配备了紫外可见区和近红外区两个波段的检测器；此外，计时单元的响应速度等也决定了测试的准确性等，测试速率是满足预期的。”（https://www.instrument.com.cn/news/20170614/222022.shtml ）。关妍博士最新的两篇文章（ “Ultralong Polymeric Room Temperature Phosphorescence Materials Fabricated by Multiple Hydrogen Bondings Resistant to Temperature and Humidity”和“Organic Persistent Luminescent Materials: Ultralong Room-Temperature Phosphorescence and Multicolor-Tunable Afterglow” ）基于HORIBA磷光寿命技术和延迟光谱功能对材料的双重（荧光和磷光）发射进行了深入研究，并且在不同的延迟时间获得了从蓝色到黄色到紫红色的多色可调余辉，有望应用于高水平的防伪。HORIBA磷光寿命技术使用无拖尾的SpectraLED光源，真实实现1μs寿命测试，可以消除闪烁氙灯拖尾的影响。延迟光谱功能采用真实门控技术，全波长185~5500nm光谱范围覆盖，避免虚拟（或电子）门控造成的检测器饱和和灵敏度不高的问题。北京大学分析测试中心关妍博士所用的DeltaFlex照片北京大学分析测试中心关妍博士所用的Nanolog和DeltaFlex的照片另外，HORIBA在2018年推出的荧光光谱仪Duetta也收到了良好反馈，解决了市场上小型荧光在近红外一区波长检测的短板，并且吸收和荧光功能二合一，因此在生物、医药等领域广受欢迎。西南大学国家特聘专家郭鸣明教授研究组是Duetta最早的用户之一，课题组自2018年底购置Duetta荧光仪以来，已完成超过千余个测样量，目前是课题组使用最频繁最方便快捷的仪器之一。超快的三维荧光光谱图测试功能为课题组节省了大量的工作时间，荧光紫外吸收同步测试方法更是方便了制样与节约检测时间，动力学跟踪方法已经是科研工作者进行科学研究探索中不可或缺的方法，多种样品支架满足课题组多个方向的人员使用，固体、液体、薄膜均能快捷检测。前段时间郭鸣明教授还利用该仪器成功测出室温磷光光谱。更多研究成果可以参考课题组已经发表的代表作：Influence of carbon nano-dots in water on sonoluminescence. Nanoscale, 2021,13, 14130-14138和 Optically induced insulator-to-semiconductor transition in fluorescent carbon quantum dots measured by terahertz time-domain spectroscopy， Carbon, 2021, 174, 741-749。西南大学国家特聘专家郭鸣明教授研究组所用的Duetta照片仪器信息网：贵公司光谱仪器的生产工艺是如何把控的？在产品的质控及生产车间管理方面有什么独特的地方？周磊博士：HORIBA Scientific拥有200年的光学光谱产品研发、设计、生产经验，公司掌握着两大核心设计能力，即核心部件如光栅、探测器（包含独有的皮秒寿命检测器）、单色仪的研发制造能力和整体光学光谱系统的设计生产能力。从上世纪70年代开始一直专注于TCSPC系统的开发，拥有寿命系统所有核心部件的研发和生产经验，不断在稳瞬态系统上保持高性能以及简单实用的特点。凭借核心部件研发制造能力，HORIBA可以开发出更高性能指标的光学光谱仪器。同时，仪器制造的创新需求又在推动核心部件技术的不断发展。这种独有的核心能力，成就了HORIBA仪器的百年品质。2018年HORIBA美国新工厂揭幕，投资21亿日元，建筑面积12,292m2，专注提升荧光和搭建光谱技术的研发及生产。HORIBA相信，为客户提供的产品质量和服务水平是确保我们超越客户期望和公司持续成功的关键，我们通过 ISO-9001:2015 标准认证的质量管理体系帮助我们实现目标并不断提高效率。HORIBA Instruments Incorporated 新研发及生产工厂HORIBA对待每一个产品都非常用心，所有核心部件出厂之前都要进行长时间大量的内部检测，采用多控制流程，例如文件管理控制，CE、REACH、RoHS法规要求、客户满意度调查系统、设备校准和认证。整机仪器，如荧光光谱仪，不同用户的配置是不一样的，有些甚至是定制的，所以我们所有的设备都是单独逐一测试。我们有一套严格的QC指标，这些QC测试人员与生产仪器者独立分工，做到确认检验和过程中质量问题的预防和控制。荧光光谱仪强调强度校正（激发/发射端、积分球，检测器、光谱仪及偏振等），从而保证宽光谱范围检测准确性。在校正方法和工具开发上，HORIBA一直以来与NIST保持长期标准方法开发合作。HORIBA荧光光谱仪整体系统采用NIST标准校正样品、工具和方法，保证整机性能可溯源。仪器信息网：未来贵公司光谱产品线的发展规划，重点发展哪些类别的光谱产品？周磊博士：HORIBA是唯一研发设计生产全系列科研荧光光谱仪的厂家，型号涵盖了稳瞬态光谱仪，覆盖了紫外-可见、近红外、中红外光谱范围。针对不同应用领域，HORIBA会根据客户的实际应用需求特点，来推荐相应的特色配置，并不会刻意主推某款产品。譬如：Aqualog主要针对于复杂水环境，大气颗粒物中的发光基团等的整体研究，无论是软件功能或者硬件设计，都从环境工作者的角度出发，解决环境科研分析的需求，比如通过专业软件，进行化学计量学分析，判断污染物的组分；Duetta针对于生物荧光探针等具有近红外一区快速检测需求的应用（量子点，有机荧光探针、金纳米团簇等），由于其配备的CCD具有一次性采谱与宽检测范围（250~1100nm）的特点，在连续监测波长范围上十分具有优势，按压式的样品仓方便客户在实验室环境中操作时的便捷性，不开盖加样的设计满足了客户在测试过程中去添加样品，以此来查看两种或多种物质在反应过程中全谱的变化信息；荧光寿命光谱仪具有高能量窄脉宽寿命光源，皮秒稳瞬态检测器及自动拟合寿命软件，在太阳能钙钛矿，光催化研究中得到了广大科研用户的认可；模块化荧光光谱仪产品Fluorolog-QM，通用性强，采用开放式模块化光路设计，根据用户的需求定制系统，并且在近红外光谱和寿命采集上具有其独有优势，可以同时检测近红外光谱与寿命。全新软件可以实现稳瞬态功能同时控制，内含特质化功能，同时包含多种数据处理方式。融合多种寿命测试技术，多元化满足客户寿命测试需求。模块化荧光光谱仪等主要针对于多功能，高灵敏度，定制化的科研领域，在近红外研究领域，如稀土元素掺杂的材料中更有其独有的优势，同一检测器就可实现近红外光谱与寿命的测量，性价比更高；针对纳米材料研究专门开发的Nanolog模块化荧光光谱仪，配合专利技术碳管分析软件，特别适合于碳基半导体研究中的碳管管径、手性指数分析，扩展波长的近红外阵列检测器，轻松实现2100nm范围的三维光谱检测；DeltaFlex和DeltaPro专注于荧光寿命的表征，在表征钙钛矿材料中载流子等方面（分子互作，比率荧光）有着很大的应用优势；视频级的荧光寿命成像技术（FLIMera荧光寿命成像相机）在研究神经传导、分子微环境（如pH值、离子浓度的不同）等领域有着非常广泛的潜在应用。仪器信息网：从行业发展角度来说，您认为目前光谱仪器整体技术水平怎么样？未来最具前景的光谱仪器或者技术是什么？最具前景的应用将体现在哪些方面？周磊博士：HORIBA是以客户的需求为导向，不断开发满足客户不同应用需求的产品，针对热点应用领域，推出专业化解决方案。例如目前非常热门的OLED显示材料、钙钛矿太阳能电池、AIE、碳基半导体等。HORIBA着重于科研应用市场，并且深入工业分析、研发市场。如果说HORIBA以往产品技术更加专注和擅长于高端科学研究领域，将来更多领域的应用都需要更专业的仪器，我们会向专业化方向发展。新品Duetta的更快捷测试技术、更小巧的外观设计以及磷光光谱（延迟光谱）中经典的真实门控技术，太阳能应用的专属寿命系统也使HORIBA荧光从科学研究领域向分析测试、工业应用市场的拓展成为可能，分析测试、工业领域等未来潜力市场也将得到HORIBA的重点关注。

p strong 　　一、 拉曼光谱仪设备的市场展望 /strong /p p 　　作为在分子光谱领域中发展最快的设备，拉曼光谱仪正在成为当前仪器行业的焦点之一。 在早期阶段，拉曼光谱分析设备一直是高端实验室用仪器的代表 然而随着激光器、CCD检测器等技术的进步，便携和手持式的设备成为了拉曼分析仪器一个新的发展趋势——设备体积越来越小，操作越来越简单，应用也越来越广泛。最近两年，由于安防、海关等领域现场快检的需求增加，国内的便携/手持式的拉曼设备的市场迎来了迅速的增长。我们相信在未来的数年内，随着技术方案的成熟、设备成本的进一步降低以及国家政策法规的完善，公安部门、食品安全、药品检测等几大领域的应用也会逐渐成熟 届时，便携/手持式拉曼光谱仪的应用会出现真正的突破，出现爆炸式的市场增长。 /p p strong 　　二、 便携式拉曼光谱仪关键部件概述 /strong /p p 　　一台完整的拉曼光谱仪通常由激光器(光源)、样品外光路、色散系统、信号接收系统和信息处理系统几大部分组成。 strong 相对于高端的实验室系统，便携式拉曼设备的内部部件更简单且模块化程度更高，其关键的零部件包括光源模块、光谱仪模块以及拉曼探头三样。仅针对便携式拉曼设备的应用来说，以上几个关键部件国内外厂商的技术水平相差已经不大，国产产品基本能达到国外同类优秀产品的水平，并且具有更高的性价比 /strong 。在拉曼光谱的核心器件——激光光源领域，近年来国内已经出现了一些优秀的供应商，深圳市大族锐波传感科技有限公司便是其中之一。 /p p strong 　　三、 大族锐波拉曼激光光源产品介绍 /strong /p p 　　深圳市大族锐波传感科技有限公司是一家光电传感领域的高新技术企业，致力于提供高端光电传感产品与系统。公司由上市企业大族激光科技产业集团股份有限公司和海归技术团队于2015年5月共同发起设立，并引入了多家机构投资者注资。公司位于深圳市南山区高新技术产业园，目前注册资本人民币1亿元。大族锐波在传感用高性能半导体激光器领域具有领先的技术与丰富的经验。公司的技术团队曾最早在国内成功开发出应用于便携式拉曼光谱设备的785nm窄线宽半导体激光器，突破国外垄断，且产品的性能指标不逊色于国际同行的同类高端产品。针对当前拉曼光谱分析仪器领域的应用，大族锐波传感推出了以下数款半导体激光器光源产品： /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 785nm窄线宽激光器.png" style=" HEIGHT: 291px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/4d1205f6-1aeb-490f-9d65-d5308db26e11.jpg" width=" 300" height=" 291" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 785nm窄线宽激光器 /strong /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　785nm窄线宽激光器是一款基于外腔设计的蝶形封装激光器。由于独特的腔体设计，产品具有非常好的波长温度稳定性、窄谱线线宽、高边模抑制比等特点。该激光器的标准封装是14引脚的蝶形管壳，由Bragg体光栅来实现中心波长的稳定和低温依赖性。其它封装形式也可以根据客户需求提供。该产品非常适用于拉曼光谱、传感、医疗以及其他测量等领域的应用。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　除了具有拉曼光谱分析所要求的窄线宽(0.08nm)、稳定波长(785± 0.5nm)输出外，产品可根据客户的需求提供不同规格的稳定功率输出：最高输出功率可达600mW以上 低功耗的型号则具有非常低的阈值电流 (~200mA的阈值电流，指标领先于国外同类器件)，尤其适用于便携或手持式拉曼分析仪的应用。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 785nm窄线宽激光器模块.png" style=" HEIGHT: 263px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/1d0a697e-a481-4d13-9149-909bb3b0559e.jpg" width=" 300" height=" 263" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 785nm窄线宽激光器模块 /strong /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　激光器模块内置大族锐波生产的窄线宽激光器，通过专有的电路驱动设计实现稳定快速的激光驱动。该款激光模块体积小，固件升级灵活，具有风冷或无风冷选择、标准USB接口和TTL接口。该产品非常适用于拉曼光谱、传感、医疗以及其他测量等领域的应用。可根据客户的需求提供定制服务，并提供相应的技术支持。 /span /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 785nm单模激光器.png" style=" HEIGHT: 261px WIDTH: 300px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/1714aca5-30dc-4207-b7ab-5de53a7d34a6.jpg" width=" 300" height=" 261" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 785nm单模激光器 /strong /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　产品基于外腔设计，由Bragg体反射体光栅形成的外腔反馈保证了稳定的中心波长和低温依赖性。由于独特的腔体设计，该款激光器能输出高质量的单模光束，并具有非常窄的谱线线宽和高边模抑制比。高质量的单模高斯光束可以有自由空间窗口输出和单模光纤耦合输出两种输出模式。该产品适用于如拉曼显微光谱分析等领域的应用。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　目前我司的数款拉曼光源激光器件及模块产品均获得了客户的认可与好评，主推的785nm窄线宽激光器模块已经被国内领先的拉曼设备生产商采用，应用在其便携式设备之中。 /span /p p strong 　　四、 大族锐波未来发展规划及对于拉曼仪器行业的期望 /strong /p p 　　在拉曼光谱之外的其他领域，大族锐波也陆续推出了多款高性能的传感用激光器产品，如1550nm单频激光器，1064nm单模激光器等。依托海外高层次技术团队拥有的核心技术和大族激光在传感领域的发展战略布局，大族锐波希望以光电传感的关键技术为切入点，研发、设计、生产和销售应用于光学传感、环境监测、工业检测等领域的集成光电传感器产品。公司将在激光器器件及模块产品的基础上不断投入和发展，目标是经过三到五年时间的成长，在国内或国外资本市场上市，进一步发展成为国际光电传感技术的领导企业之一。 /p p 　　现场快检是仪器行业的一个前景巨大且发展迅速的方向，我们十分看好便携式和手持式拉曼光谱设备在各个快检领域的应用。在该方向，国产的拉曼设备厂商已经开始奋起直追，产品性能和进口设备的差距将越来越小，并且性价比更具有优势。在未来，除了期待拉曼设备厂商在技术上不断进步、追赶达到国外产品的先进水平外，同时也希望针对行业应用的方案商能更好的配合终端用户需求，提供更加成熟的应用解决方案。我们期待能和拉曼领域的各个设备厂家和解决方案提供商进行深度细致的交流，获得该领域的前沿发展方向的信息，尤其是对激光光源产品的改进需求，以便于更加针对性地开发合适的产品，为国产拉曼行业的发展贡献一份力量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" （ span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 市场工程师 王睿 /span ） /p