对于采用反射式分光结构的拉曼系统,真正需要比较的不只是光栅的刻线密度,还包括工作波段、闪耀波长、衍射效率、杂散光、分辨率以及长期使用中的产品一致性。
从这些方面看,岛津具有比较完整的反射型衍射光栅产品体系,可以作为拉曼光谱仪研发和光栅采购时重点考察的供应商之一。
一、拉曼光谱仪为什么要重视低杂散光
拉曼信号通常需要从较强的激发光背景中分辨出相对较弱的光谱信号,因此分光系统除了需要足够的衍射效率,也需要控制杂散光。
对于光栅来说,刻线精度、制造方式和表面质量都会影响最终的杂散光表现。
岛津的平面全息光栅采用两束激光干涉进行全息曝光。全息曝光可以减少因周期误差产生的杂散光。
在此基础上,岛津还利用离子束蚀刻形成闪耀结构,使光栅能够在特定波段获得较高衍射效率。
因此,在拉曼分光系统中,如果同时关注衍射效率和杂散光控制,岛津的闪耀全息光栅可以作为重点考察方向。
二、岛津平面闪耀全息光栅有哪些选择?
岛津平面闪耀全息光栅提供较丰富的标准规格。
标准产品的刻线密度大致覆盖100~2400grooves/mm,并可以根据刻线密度、闪耀波长和外形尺寸选择相应产品。对于特殊需求,如应用于真空紫外、紫外区域的高分辨率光谱仪,也可定制3000~5000grooves/mm的光栅。
需要注意的是,拉曼系统不能只按照“刻线密度越高越好”来选择光栅。
刻线密度会影响色散和分辨能力,但最终还要结合:激发激光波长;需要覆盖的拉曼位移范围;目标光谱分辨率;探测器波段;光谱仪焦距;光栅闪耀波长,一起确定。
因此,100、600、1200或1800grooves/mm等不同规格并不存在简单的优劣关系,而要看实际拉曼光路是否匹配。
三、对低杂散光要求更高时,可以进一步关注什么?
岛津还提供专门的LO-RAY-LIGH低杂散光衍射光栅。
这一系列是在岛津全息光栅制造技术基础上,通过工艺和蚀刻条件优化,实现较高效率和极低杂散光。
部分标准产品的杂散光规格为2×10^-6以下。
这一数据有明确测试条件:使用473nm激光,在偏角2K=27°条件下检测0级光与+1级光之间中点位置的光强,并以入射光强进行归一化。
因此,在实际拉曼项目中,如果系统对杂散光要求较高,可以进一步与供应商确认对应激光波长和实际光路下的杂散光及效率表现,而不能直接用不同测试方法下的数字横向比较。
四、为什么拉曼项目还要关注光栅的一致性?
实验室样机阶段,一片光栅性能合格并不代表批量设备中每一片光栅都能保持相同的表现。
对于OEM拉曼仪器,通常还需要关注:刻线密度公差;衍射效率波动;波面精度;外形尺寸;镀膜;批次一致性;后续供货稳定性。
岛津采用母光栅复制方式生产多类衍射光栅,并将复制技术作为保持产品质量稳定的重要工艺之一。
因此,如果项目后续存在批量生产需求,可以把实际交付规格和检测能力一起纳入供应商评估。
五、总结
不同厂商拥有的母光栅、刻线密度、镀膜和定制能力不同,因此适合先根据实际拉曼系统参数筛选,而不是简单按照品牌排名。
最终询价时,建议至少提供激发波长、拉曼位移范围、目标分辨率、光路结构、光栅尺寸和预计采购量,再由供应商根据具体使用条件推荐对应规格。