首页 > 资讯 > 手机激光器=光谱仪？牛人解释给你听！

手机激光器=光谱仪？牛人解释给你听！

泰然健康网
2024-12-07 11:56

光谱仪，又称分光仪，广泛为认知的为直读光谱仪。其构造由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。

[img=206,204][/img]

光谱仪，又称分光仪，广泛为认知的为直读光谱仪。其构造由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。
近日有报道称，美国一少年发明家用普通激光器发射激光，然后用手机摄像头接收散射光，检测结果和传统拉曼光谱仪很接近。大家觉得可信吗?下面小编搜集了一些资料，看看牛人怎么解释!
牛人A ：这是有可能的。事实上，鉴于这名少年的背景，这项技术应该是真实的。从视频后面对poster的简单拍摄来看，这项工作的核心并不是简单的拉曼光谱成像，而是“表面增强拉曼光谱(SERS，Surface-enhanced Raman spectroscopy)”技术。

      这种技术把待测物体(通常非常小，可能在分子级)放到某种特定微结构表面，此时拉曼光谱能得到极大增强，可以提高数个甚至十几个数量级。这意味着这种探测非常敏感，可以探测单分子，也可以极大地降低对探测器的要求。在这里，他们使用的是金覆盖的SiO2柱阵列，具体尺寸不知道多大，应该是在亚波长量级。
      表面增强拉曼现象在1974年就被发现了，现在应该已经应用起来了。我在百度上看到国内就有宣称卖这种光谱仪的。现在对微纳光学结构的研究很火爆，因此“表面增强拉曼+微纳光学结构”可能同样很热。这位少年工作的亮点可能是设计了一种表面增强结构，并实现了它。(接收端应该同样集成了微纳结构的光栅实现分光)类似的技术也正在被应用到太阳能电池、光源器件上。
      一旦采用这种技术，有可能使用普通探测器得到拉曼光谱，比如通过长时间测量，然后做后处理去掉背景噪声。通常的拉曼光谱仪是瞬间得到结果的，这个不排除要等一小段时间吧。
      拉曼光谱仪，甚至包括各类科学检测仪器，的小型化和便携化，将是非常有意义的，让人有无限遐想。且不提那位少年已经指出的超低成本的私人医疗设备，一旦手机中被集成了类似的仪器，可以想象一定会出现这样的APP，它允许任何人轻松检测食品农残、三聚氰胺、地沟油特定成分……，食品安全将得到极大改善。

牛人B： 近几年利用手机摄像头原理来进行光谱分析已经有大量的文献报道，例如以下：
      DOI:10.1021/ac502080t
      DOI:10.1021/ac500131r
      DOI: 10.1039/C2AY26307F
但基本上都是以荧光分析为主，目前报道还没有拉曼分析的报道。拉曼光谱是非常弱的，手机摄像头的分辨率可能达不到那个程度。
牛人C： 持怀疑态度，拉曼光谱仪原理很简单，就是光子与分子散射，出射光波长发生变化，该变化与分子各种振动模式，对称结构有关，从而可以通过拉曼光谱分析分子结构。
      但是散射光大部分是于入射光同频率的瑞利光，而包含结构信息的拉曼光强度只有前者的10e-6~10e-9，“phylab.fudan.edu.cn/doku.php?id=exp:拉曼光谱”(引号内的都是网址……)
大家可以看看上述链接中的实验图，各种光路准直偏振单色仪什么的我觉得还是有可能实现(便携化、小型化)的，可是还有个光电倍增管啊!!!拉曼光很弱的!!!难道Nokia的摄像头可以实现对如此微弱信号的采集?
牛人D ：激光器可以作为光源，手机假设可以作为探测器，但是用什么东西分光呢?目前一些光谱仪在向小型化方面做，把光谱仪做成手机大小还是有可能，厚度降成手机那么厚比较困难。而且手机中集成个光谱仪没多大必要吧～～
      我是研究原子吸收光谱的，原子吸收光谱还需要原子化器，光源为锐线光源。手机摄像头无非也是一个把光信号转化为电信号的工具，需要考虑对目标波长的吸收，如果有其他干扰还需要考虑滤光。
牛人E ：只靠手机和普通激光器是不能够组成光谱仪的，因为缺少分光器件。一般采用光栅来分光，如果是简单DIY的话，可以采用废旧光盘来替代光栅。
      看完这些牛人的意见总结，你觉得用手机和普通激光器组成光谱仪可行吗?此时此刻，您是否受到了启发?