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简智仪器率先发布国内首款便携式差分拉曼光谱仪

发布时间:2018-05-21 14:41

     

  在激光快检范畴具有成熟领先的手艺根本,特别在拉曼手艺方面已具有十余年的研发经验的国内一流光学快检仪器制造商,南京简智仪器设备无限公司近日发布了国内首款便携式差分拉曼光谱仪

  近年来,拉曼光谱手艺在食物平安、生物医药、分子布局研究、化工过程、生物化学、考古及文物判定、公安与法学样品阐发、反恐手艺等各行各业获得普遍使用,被称为“分子指纹”的拉曼光谱手艺因其无损、便利、速度快、不变性高的优秀特征,在光学快检范畴遭到鼎力推崇。

  可是,在拉曼光谱检测手艺具有浩繁长处的同时,其缺陷也暴显露来,信号弱和易受干扰能够说是目前限制拉曼手艺使用的最大瓶颈。出格是在拉曼光谱使用范畴不竭扩展的此刻,越来越多的物质或是由于前提限制无法获取高信噪比的拉曼光谱,或是由于本身强荧光掩盖了本来就很弱的拉曼信号,导致使用受限。

  位移差分拉曼光谱(sedrs),这种手艺基于在两个有轻细偏移的激发波长中收集两张分歧的光谱,因为分子所发射的光(荧光或磷光)只能从某一多重态中的最低态激发,因而对于激发光的细小偏移并不影响布景(样品受激发射光谱),同时,噪声与情况干扰光也同样与光源入射波长无关。而拉曼光谱作为散射光谱特征峰呈现的位置与激发光源频谱位置有固定关系,当激发光频次挪动时拉曼特征峰会跟着挪动。按照这一道理,利用两种波长光源对样品映照时,获取的两张光谱中,受激发射光谱和噪声布景分量是分歧的,而拉曼光谱部门则会具有与光源波长差对应的平移。抱负环境下对两张谱图进行差分处置,所获得的差分谱中,受激发射谱和噪声布景会完全抵消,剩下的是拉曼光谱与本身平移光谱的差分图像。再通过去噪解卷积算法将拉曼光谱还原出来。

  但现实环境中,起首两个光源无法同时丈量,因而需采用分时键控的体例,这会导致两次获取光谱中的噪声布景部门必然有差别。其次,物质的受激发射光谱与入射光源能量相关,而散射光谱能量同样遵照瑞利定理与入射光波长的四次方成反比,这导致两张原始光谱中的受激发射谱和散射谱分量城市有差别。最初,入射光的波长差对差分还原算法至关主要,便携式设备中若何节制光源台间差并设想较高容错性的还原算法也是手艺可产物化的环节。而两种波长光源的输出能量差,则在计较差分谱时引入了对齐误差,也需要通过一系列优良算法消弭。这也是为什么自上世纪90年代提出差分拉曼方式后,该手艺不断无法构成成熟产物,出格是小型化便携式产物。

  简智仪器研发团队在差分拉曼光谱上有三年以上的深切研究,通过不竭的研究尝试,我们总结出便携式差分拉曼光谱仪的次要设想难点:

  ◆小体积高靠得住性双频激光器集成设想(超高温控精度要求,超高精度功率节制,超窄线宽)

  简智开辟团队通过多年深切研发位移差分拉曼光谱手艺,取得冲破性进展,在自主研发并迭代优化了多波长集成化激光光源、光路系统和高分辩率领受系统的根本上,还立异型的采用bp神经收集手艺,基于肆意函数能够被一个有三层单位的收集以肆意精度迫近(cybenko1988)这一道理,通过迭代最优解的体例,同时将差分、对齐和基线矫正同时完成。尝试颠末几十次迭代(用时0.2s)能够精确分手差分信号和基线误差。

  在颠末多年的不竭迭代研发后,简智开辟团队设想并推出国内首款便携式差分拉曼产物——sedrs portable-base

  ◆全体系统的高活络度包管能够丈量微弱信号物质(如深色物体),捕获细小信号差别

  ◆差分谱对齐算法:简智da-auto专利算法,实现细小波长差下光谱的能量对齐

  ◆解调算法:简智bpd-smart专利算法,通过神经收集进行去噪,曲线矫正和反卷积迭代的差分光谱解调算法

  ◆矫正算法:针对设备台间差,主动代入光源波长差,多次迭代实现差分谱尺度化。

  在推出sedrs portable-base的同时,简智仪器还操纵其在激光光源范畴的深挚研究根本,推出了sedrs source可调谐拉曼激光器。

  sedrs source能够在2nm的可调谐范畴内实现不变波长输出。基于简智仪器多年激光器自主研发设想经验,sedrs source具有体积小,波长精度高,不变性好,温控精度高,功率不变度高和靠得住性高的特点。

  国产拉曼成长至今,真正控制焦点手艺的拉曼厂家少之又少,而良多高校、科研院所的科研功效并未转化为现实使用。将来,拉曼财产的成长还得依托科研机构和企业供给络绎不绝的立异。拉曼光谱手艺作为一种现代的无损智能检测手艺,方兴日盛,前途无限。在这种成长形势下,拉曼光谱阐发检测的使用会不竭更新,提出新的使用要乞降对新鲜光谱阐发方式、光谱仪器的开辟要求。

  此次发布国内首款便携式差分拉曼光谱仪sedrs portable-base,作为国内领先的光学手艺研发企业——简智仪器将会继续跟进市场最前沿需求,拓展市场使用,对高端焦点手艺不竭精进、持续投入研发,引领手艺改革,让拉曼光谱手艺使用在国内市场甚至国际市场大放异彩。

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