拉曼——用于全局拉曼成像的SLI波長選擇器

隨著拉曼測試手段的進(jìn)步，我們早已不再滿足于得到光譜，拉曼成像使成像信息的維度得到拓展且拉曼無需染色，無需花費(fèi)長時(shí)間制樣，為快速檢測提供了可能。然而拉曼信號微弱，光譜儀系統(tǒng)探測效率低，造成拉曼成像低像素、采樣時(shí)間長等問題。

為了解決這個(gè)問題，眾多科學(xué)家和發(fā)明家一起努力，找到很多方法來縮短拉曼成像的時(shí)間。這些方法大致可以總結(jié)為3類：

1. 提高光譜探測系統(tǒng)的效率。這種方法是在經(jīng)典拉曼成像系統(tǒng)上進(jìn)行改進(jìn)，尤其體現(xiàn)在信號耦合效率的提高和探測器的改進(jìn)，比如增強(qiáng)型相機(jī)、單光子相機(jī)的使用等。
2. 提高拉曼信號的強(qiáng)度。方法很多：SERS、SERRS、CARS、SRS等。
3. 改變掃描方式。傳統(tǒng)拉曼成像尤其是共焦拉曼成像，都是激光掃描結(jié)構(gòu)，屬于點(diǎn)掃描成像。拉曼點(diǎn)掃描不僅單點(diǎn)停留時(shí)間長，單點(diǎn)停留時(shí)間還需乘以像素點(diǎn)數(shù)，這就導(dǎo)致我們只能在低像素和長時(shí)間等待中徘徊抉擇。改變掃描方式的方案可分為兩類。類別一：點(diǎn)掃描改為線掃描，利用成像像型光譜儀推掃，省去一個(gè)維度的掃描，成像時(shí)間極大縮短。類別二：放棄掃描，全局成像，不需要為掃描花時(shí)間。

全局成像被想象為成像的最終形態(tài)，簡介、高效、易于操作。這需要取代光譜儀的部件擁有一定的之處，需要滿足一系列要求：

1. 能夠像光譜儀一樣得到目標(biāo)拉曼譜線，且可任意調(diào)節(jié)波長和帶寬，以對應(yīng)拉曼譜線的位置和峰寬
2. 不影響成像，像一片濾光片一樣只對波長進(jìn)行選擇，不影響其他成像指標(biāo)
3. 能夠確保目標(biāo)拉曼譜線的信號強(qiáng)度和信噪比

SLI波長選擇器，不僅可以調(diào)節(jié)中心波長，還可以調(diào)節(jié)帶寬。

• 覆蓋波段范圍為255-1700 nm可選
• 帶寬可調(diào)范圍為3-16nm
• 截止深度＞OD6（光譜儀的OD值一般在OD3及以下的水平）
• 透過率>75%(遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光譜儀，一般光譜儀受限于耦合效率和內(nèi)部反射鏡和光柵的效率)

SLI波長選擇器在全局拉曼成像中的透射曲線

• 光譜范圍：535 nm - 650 nm
• FWHM : = 3 nm

方案

Study by Dr. Hideaki Monjushiro in High Energy Accelerator Research Organization ( KEK )

其他拉曼信息