THORLABS拉曼光谱仪CCS200

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产品：Thorlabs激光器，光机械仪器，光纤，光隔离器等

Thorlabs 生产：光隔离器、光学元件、

Thorlabs公司已经成长为光电子社会的一个组成部分。

Thorlabs公司拥有位于世界各地的10个国家的15个实质性的设计和生产设施。

拉曼光谱仪：途径

拉曼光谱是一种光谱技术，可以检测经历了拉曼散射的光子。由于拉曼散射比瑞利散射较弱，因此拉曼光谱仪的一个主要历史问题是将较弱的拉曼信号从较强的瑞利信号分离。今天，这个问题可以很容易用陷波滤光片或边通滤光片来解决。类似地，由于CCD光谱仪的出现，记录拉曼光谱容易了很多。下图为在Thorlabs构造的一个拉曼光谱仪系统。这个特定的拉曼光谱仪用于780 nm的光，利用TLK-780M可调谐激光器套件将光馈送到锥形放大器中。

在这种侧面散射的配置中，激光的偏振设置为相对于桌面垂直(水平偏振光无法水平散射)。样品(保存在比色皿中)安装在Thorlabs的CVH100比色皿架中，它使得光可以照射在比色皿的四个面上，对拉曼光谱仪而言非常理想。散射光通过光纤收集，并馈送到Thorlabs的CCS200光谱仪中。右下方给出了用这个780 nm拉曼光谱仪测量的异丙醇的拉曼光谱。

拉曼光谱仪的功率

拉曼测量中功率很重要。拉曼散射不仅弱，而且以1/λ4的比例降低。数据采集的灵敏度和积分时间随着功率增大而改善，只要陷波滤光片或边通滤光片能够衰减较强的瑞利信号且功率低于装置的损伤/饱和阈值即可。为解决这个需求，Thorlabs提供几种输出功率在几百毫瓦的785 nm激光二极管封装，例如LD785-SE400或LD785-SEV300，它们的功率分别为400 mW和300 mW。

拉曼光谱仪的激光源

当利用激光器在样品中产生拉曼散射时，功率足够大很重要，从而可改进测量的灵敏度和积分时间。Thorlabs已经在开发我们的GaAs材料设计和处理能力，从而制造可靠的装置，同时改善输出功率和可用波长。

下面概括了可用于拉曼光谱仪的Thorlabs激光源选择。

基于GaAs的法布里-珀罗和DFB半导体激光二极管
我们基于GaAs的增益芯片和二极管激光器的产品线可改善仪器信号质量，通过加入更高功率的替换元件或针对定制二极管设计新的仪器来实现。传统上，许多拉曼光谱仪都是围绕785 nm的芯片制造的。我们提供两种Ø9 mm TO封装、波长在785 nm的激光二极管，其中一种是功率为400 mW的二极管(LD785-SE400)，另一种是波长稳定的激光二极管(LD785-SEV300)，功率为300 mW。

对于一些应用，可能需要其它波长来平衡1/λ4拉曼信号与特定样品的背景荧光的依赖性。GaAs材料系统可设计用于产生从630 nm到约1050 nm的波长。在这些情况下，Thorlabs的OEM制造能力能够开发出一种解决方案来满足特定应用

 CCS175

CVH100

CV10Q3500

CV10Q700

拉曼光谱：基础知识

1928年，Krishna和拉曼发现了拉曼光谱，由此产生了从线性拉曼光谱到相干反斯托克斯拉曼光谱等多种专门的技术，从而证明它是光谱分析的一种强大工具。拉曼光谱的一种应用是测量系统(例如分子)的振动、旋转和其他低频模式。

分子产生的拉曼散射是一种非弹性散射，其终和初始能态不同，导致分子处于不同的量子态。拉曼散射与瑞利散射相反，后者是一种弹性散射，其终能量状态和初始能量状态相同(即能量守恒)，且分子保持相同的量子态。瑞利散射和拉曼散射都取决于分子的极化率：分子的极化率越强，散射截面越大。虽然瑞利散射和拉曼散射都是二阶过程，比例为1/λ4，但瑞利散射的散射速率比拉曼散射的散射速率大103倍[1]。一般而言，在拉曼光谱学中，必须提取更强的瑞利信号，因为它几乎不会提供关于振动模式的相关信息。

由于拉曼光谱要求极化率变化是简正坐标函数，因此其中的一个局限在于它不能直接测量偶极子跃迁。鉴于此，拉曼光谱有时与其他技术一起使用，以全面测量分子的振动和旋转状态。例如，在二氧化碳分子中，对于右图所示的三种振动态，只有ν1(对称拉伸)是拉曼激活的。另外两种振动状态(弯曲和反对称拉伸)是红外激活的[2]；因此，拉曼光谱和红外光谱构成了互补性测量。

使用532 nm拉曼光谱仪(下图)测量丙酮的拉曼光谱，并与公布的结果(上图)比较。

拉曼散射包含两个光子过程，首先，入射光子(hνi)被分子吸收，然后分子被激发到“虚拟”水平(不一定是固定的本征态)。达到虚拟水平之后，分子衰减到激发态并发射“散射”光子(hνs)。通常，分子的初始状态是基态，因此，散射光子的能量小于入射光子的能量。这种能量差异与分子的振动、旋转或电子能量有关[2]。能量比入射光子更少的散射光子的发射称为斯托克斯辐射，而能量比入射光子更多的散射光子的发射则称为反斯托克斯辐射。左图显示了斯托克斯和反斯托克斯辐射。由于反斯托克斯辐射要求分子在散射之前就已经处于激发态，因此反斯托克斯信号的峰值强度低于斯托克斯信号的峰值强度。

右图显示了使用Thorlabs的DJ532-40激光二极管测得丙酮的典型拉曼光谱与公布的结果相比较。对于标准的线性拉曼光谱，通过几次测量获得关于分子的信息。散射辐射的线宽可能会产生大量关于系统的各种信息。例如，在气体样品中，线宽可以表示多普勒宽度、碰撞展宽、自然线宽等。拉曼光谱的极性分析还产生关于各向异性和极化性张量的附加信息。另外，可以从极化分析中提取关于分子取向或振动对称性的信息。后，拉曼线的强度与初始状态下分子的散射截面和密度有关10

将光传递到样品

上述拉曼光谱仪实验使用Thorlabs的光机械组件、光学元件安装座和光学元件等许多产品组件构造。该装置利用我们的SM1透镜套管和30 mm笼式系统搭建在面包板上。组件利用我们的Ø1/2英寸和Ø1英寸接杆配件和基座来进行安装。或者，我们的众多光学导轨产品为搭建用于您实验的支撑结构提供了另一选择。除了我们标准的光学元件安装座产品之外，我们提供低漂移可调反射镜安装座来将光学元件安装到需要长期对准稳定性的系统中，尤其是在实验作业之间温度可能循环的情况。

光学元件
Thorlabs提供很宽范围的反射镜，它们可以用于将光引导通过系统。除了我们的平宽带介质膜和金属膜反射镜外，我们也提供凹面和离轴抛物面反射镜，它们可用于聚焦或准直系统内的光，同时不引入色差。

相比于通过其它机制(比如瑞利散射或从样品发射的荧光)产生的光信号，拉曼散射产生一个相对较弱的信号。可以滤除不需要的信号的滤波器是拉曼光谱仪系统的重要部分。Thorlabs的优质硬膜边通滤波器和带通滤波器产品系列提供了一个解决方案。我们的产品线包括长波通滤波器，截止波长在500 nm和1000 nm之间，以及带通滤波器，中心波长在400 nm和1064 nm之间。

光纤
光纤跳线可以是简化拉曼光谱仪应用中的光引入或光收集的一种简便方式。它们有多重纤芯尺寸、接头类型和线缆长度可供选择。如果您无法找到适合您应用的光纤跳线，您可以通过我们的定制光纤跳线服务来设计您自定义的光纤跳线。

保护激光器免受背反射
来自装置中的光学元件的被反射可再次进入激光腔内，这可能造成跳模、振幅调制、频率偏移或者甚至损坏激光源。光学隔离器是无源磁光器件，它仅允许光在单方向上行进，保护激光源免受被反射或系统中隔离器之后可能出现的其它信号。Thorlabs的光学隔离器可选光纤耦合和自由空间配置，中心波长范围从紫外光到红外光。虽然我们的隔离器是从库存发货的，发货时间短，但是我们也提供定制隔离器。更多信息或者要求报价，请访问定制隔离器页面。

样品夹持器

使用Thorlabs的CVH100比色皿架将样品溶液整合到上述拉曼光谱仪中。该比色皿架可与常量与微量比色皿一起使用，且具有四个光端口。可通过装配在CVH100顶部槽中的滤光片架添加一个滤光片。该比色皿架还带有光纤转接件，它包括一个准直透镜，使输出光可以光纤耦合到探测器中。

探测

Thorlabs提供CCD光谱仪产品系列，它们可用于记录拉曼光谱仪装置产生的光谱。这些小型光谱仪带SMA接头的输入，且附带一个SMA转SMA接头的光纤跳线。每个光谱仪的波长和振幅都经过校正。光谱仪通过一个软件包进行控制，它包括一个图形用户界面和多组驱动器，用于进行数据采集和分析。

拉曼光谱：基础知识

1928年，Krishna和拉曼发现了拉曼光谱，由此产生了从线性拉曼光谱到相干反斯托克斯拉曼光谱等多种专门的技术，从而证明它是光谱分析的一种强大工具。拉曼光谱的一种应用是测量系统(例如分子)的振动、旋转和其他低频模式。

分子产生的拉曼散射是一种非弹性散射，其终和初始能态不同，导致分子处于不同的量子态。拉曼散射与瑞利散射相反，后者是一种弹性散射，其终能量状态和初始能量状态相同(即能量守恒)，且分子保持相同的量子态。瑞利散射和拉曼散射都取决于分子的极化率：分子的极化率越强，散射截面越大。虽然瑞利散射和拉曼散射都是二阶过程，比例为1/λ4，但瑞利散射的散射速率比拉曼散射的散射速率大103倍[1]。一般而言，在拉曼光谱学中，必须提取更强的瑞利信号，因为它几乎不会提供关于振动模式的相关信息。

[Stokes and Anti-Stokes Radiation]

由于拉曼光谱要求极化率变化是简正坐标函数，因此其中的一个局限在于它不能直接测量偶极子跃迁。鉴于此，拉曼光谱有时与其他技术一起使用，以全面测量分子的振动和旋转状态。例如，在二氧化碳分子中，对于右图所示的三种振动态，只有ν1(对称拉伸)是拉曼激活的。另外两种振动状态(弯曲和反对称拉伸)是红外激活的[2]；因此，拉曼光谱和红外光谱构成了互补性测量。

[Raman Spectrum for Acetone]
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使用532 nm拉曼光谱仪(下图)测量丙酮的拉曼光谱，并与公布的结果(上图)比较。

拉曼散射包含两个光子过程，首先，入射光子(hνi)被分子吸收，然后分子被激发到“虚拟”水平(不一定是固定的本征态)。达到虚拟水平之后，分子衰减到激发态并发射“散射”光子(hνs)。通常，分子的初始状态是基态，因此，散射光子的能量小于入射光子的能量。这种能量差异与分子的振动、旋转或电子能量有关[2]。能量比入射光子更少的散射光子的发射称为斯托克斯辐射，而能量比入射光子更多的散射光子的发射则称为反斯托克斯辐射。左图显示了斯托克斯和反斯托克斯辐射。由于反斯托克斯辐射要求分子在散射之前就已经处于激发态，因此反斯托克斯信号的峰值强度低于斯托克斯信号的峰值强度。

右图显示了使用Thorlabs的DJ532-40激光二极管测得丙酮的典型拉曼光谱与公布的结果相比较。对于标准的线性拉曼光谱，通过几次测量获得关于分子的信息。散射辐射的线宽可能会产生大量关于系统的各种信息。例如，在气体样品中，线宽可以表示多普勒宽度、碰撞展宽、自然线宽等。拉曼光谱的极性分析还产生关于各向异性和极化性张量的附加信息。另外，可以从极化分析中提取关于分子取向或振动对称性的信息。后，拉曼线的强度与初始状态下分子的散射截面和密度有关

THORLABS LVR-150B6
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THORLABS P1-980AR-2 -Stellen Sie eine technische Frage
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THORLABS PAX1000VIS/M 400 - 700 nm 包含该光偏振态测量仪在实际使用过程中所必须的其他机械零配件和光学元件
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