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        拉曼系統(tǒng)根據(jù)探測(cè)方式，靈敏度，體積，成本等大體可以分為四個(gè)類型：共焦拉曼顯微系統(tǒng)，基于科研級(jí)光譜儀的拉曼系統(tǒng)，基于迷你光譜儀的拉曼系統(tǒng)，手持型光譜儀。它們各自有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。

一，共焦拉曼顯微系統(tǒng)

        共焦系統(tǒng)首先是由Marvin Minsky于1955年發(fā)明的。在共焦拉曼系統(tǒng)中，激發(fā)光是通過顯微鏡的物鏡聚焦照射到樣本之上，然后拉曼信號(hào)由同一個(gè)物鏡進(jìn)行收集并使用二向色鏡與激發(fā)光分離。

共焦拉曼系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置

        在探測(cè)器前會(huì)有一個(gè)小孔，小孔與樣本中激光的焦點(diǎn)共軛，這樣只有焦點(diǎn)位置產(chǎn)生的拉曼信號(hào)才能通過小孔被探測(cè)器探測(cè)，而焦點(diǎn)以外的拉曼散射光則被擋住。因而共焦拉曼顯微系統(tǒng)具有很高的空間分辨率，同時(shí)由于小孔的存在，具備了3D成像的能力。

        因?yàn)樾】椎拇嬖?，拉曼信?hào)也會(huì)相對(duì)比較薄弱，因而共焦拉曼系統(tǒng)的相機(jī)通常會(huì)采用一些靈敏度高的，噪聲低的比較高端的相機(jī)，比如可以降溫到-70度的深度耗盡型背照式CCD。最近為了提高顯微拉曼的掃描速度，emccd成為了新的流行的共焦拉曼系統(tǒng)的探測(cè)器，通過使用EMCCD,可以在每像素曝光時(shí)間1ms的情況下就獲得信噪比可以接受的拉曼信號(hào)。

        共焦拉曼系統(tǒng)較為復(fù)雜，體積也比較龐大，因此共焦拉曼系統(tǒng)更多的是局限在實(shí)驗(yàn)室中的使用，此外由于好的顯微鏡，物鏡，高端的CCD的使用，共焦拉曼顯微系統(tǒng)的成本也相對(duì)較高。

二，基于科研級(jí)光譜儀的拉曼系統(tǒng)

        科研級(jí)光譜儀由于可以使用較大的光柵，較長的透鏡，因而具有分辨率高，光收集效率高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。此外科研級(jí)光譜儀一般也是與降溫到-70℃的深度耗盡背照式CCD，液態(tài)氮冷卻的CCD或者EMCCD搭配，因而基于科研級(jí)光譜儀的拉曼系統(tǒng)具有光譜分辨率高，靈敏度高，噪聲低，動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，非常適合探測(cè)極其微弱的拉曼信號(hào)，或者是對(duì)探測(cè)速度有一定要求的場(chǎng)合。

基于科研級(jí)光譜儀的拉曼系統(tǒng)

        比如使用拉曼探針通過胃窺鏡探測(cè)胃中對(duì)異常組織進(jìn)行癌變篩查，這種情況要求每個(gè)點(diǎn)的光譜探測(cè)時(shí)間應(yīng)該小于0.5秒，同時(shí)因?yàn)樯锝M織的熒光較強(qiáng)，要求探測(cè)器有很好的動(dòng)態(tài)范圍，從而能從很強(qiáng)的熒光中處理得到微弱的拉曼信號(hào)。

        但是科研級(jí)光譜儀的拉曼系統(tǒng)成本較高，便攜性較低，因此也主要局限在大型實(shí)驗(yàn)室，科研院所中使用。

三，基于迷你光譜儀的拉曼光譜系統(tǒng)

        對(duì)于拉曼信號(hào)不是十分微弱，或者對(duì)分辨率要求不是很高的場(chǎng)合，科研級(jí)的光譜儀可以使用普通的迷你光譜儀進(jìn)行替代。

基于迷你光譜儀的拉曼系統(tǒng)

        迷你光譜儀具有體積?。?0*10*5cm3），重量輕（~1.5kg），易便攜，成本低的優(yōu)點(diǎn)，適合于普通實(shí)驗(yàn)室或者對(duì)便攜性有一定需求的場(chǎng)合。上圖是基于迷你光譜儀的拉曼系統(tǒng)的配置。迷你光譜儀一般使用背照式CCD與電子降溫到-10度來提高靈敏度與降低暗噪聲。

        濱松也生產(chǎn)了專門適用于拉曼光譜系統(tǒng)的迷你光譜儀，包括C11713CA/C11714CB，兩個(gè)迷你光譜儀分別適用于532nm激發(fā)與785nm激發(fā)，光譜分辨率可以達(dá)到0.3nm。還有更為小型的C13504MA，大小比蘋果4手機(jī)還要小一些。

四，手持型拉曼光譜儀

        有些廠商會(huì)把光源，光柵，探測(cè)器等集成到一個(gè)盒子里，從而使手持型拉曼設(shè)備成為了可能。如下圖可以看到是Thermo Fishser出產(chǎn)的手持型光譜儀。

Thermofisher手持型拉曼系統(tǒng)用于化學(xué)檢測(cè)

        而由于SERS技術(shù)的發(fā)展，拉曼系統(tǒng)對(duì)于探測(cè)器的噪聲水平，光源功率等要求降低，使的拉曼系統(tǒng)體積與重量進(jìn)一步減小成為了可能。濱松公司生產(chǎn)的C13560基于SERS的拉曼光譜儀是世界上目前最小的手持型光譜儀，重量僅為86g，體積比蘋果4手機(jī)還小，可以使用手機(jī)控制數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析。非常適合食品安全，毒品檢查等便攜性需求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

濱松的基于SERS的超輕便手持型迷你光譜儀C13560