您好!欢迎您来到南京简智仪器设备有限公司
光学检测方案设计解决专家
专注拉曼快检仪器研发十余年
全国服务热线:

400-601-1056

新闻中心
NEW

南京市栖霞区马群大道3号

17361859692

400-601-1056

新闻资讯//
当前位置:首页 > 常见问题 > 详细内容

【科普帖】简智MOEMS 阵列光斑是个啥?

发布时间:2019-11-26

简智仪器

国家标准起草单位

航天级产品供应商

拉曼光谱技术变革推动者

拉曼快检领军企业


“阵列光斑简小智几个月前发布过一篇,时至今日,仍有部分网友对该项新技术并不是很了解会私信简小智一些问题,比如,它的原理?它的优势?它有多大覆盖面?那么简小智以通俗易懂的方式告诉大家“阵列光斑”到底是怎样一个划时代的技术!


 目前拉曼光谱技术有哪些技术痛点?


1. 检测某些深色物质易灼烧:拉曼光谱技术高聚焦的特性,带来了易灼烧的危险性。例如,当检测深色物质时,由于其会吸收大部分激光功率,因此容易引起样品的灼烧。在实际应有时,如果测量文物字画,可能会损害样品。而测量黑火药、氯酸钾、高氯酸钾等炸药时,甚至有直接引爆的危险。

2. 点测量对非均匀样品的局限性:由于拉曼的聚焦特性,实际上只能进行“点测量”,对于一些非均匀样品的分析,很可能测量的那个点上,并没有目标物。高聚焦很可能导致对检测谱图代表性的质疑。比如测一个注胶的翡翠手镯,但测量点上没有胶,可能就会被误认为A货翡翠。测量多组分混合的固体毒品时,可能测量点上只有食用辅材而不包含毒品。


 目前行业内有什么技术可以解决这些痛点吗?


针对上述问题,目前拉曼光谱技术市场上已出现的大致有三种技术解决方案ORS移动光斑技术、TRS透射技术和采用非聚焦方式的“大光斑”技术。1. ORS移动光斑技术:依然不可靠安全通过降低单个位置激光照射时间来避免引燃物体。但由于微机械传动结构很难保证光斑运动轨迹在某个平面范围上均匀分布,因此实际效果只是光斑在某个小范围内呈线性“抖动”,并且由于单点功率密度并没有下降,因此很多情况下仍旧会灼烧甚至引爆物品,而且对设备光机结构要求非常高,导致可靠性下降。

2. TRS透射技术:效率不高,范围小该技术对样品要求很高,需要是薄片状样品,而且受数值孔径的限制,这种方式的光学效率不高,测量范围更小。

3.  “大光斑”技术:光学效率损失大由于不在物镜聚焦点上测量,使得照射光斑扩大,但由于采用非聚焦方式,因此导致收光效率大幅损失,即使在周围加上反射腔做弥补,也至少损失一个数量级以上的光学效率。

总结 


以上三种技术都只能将光斑范围扩大到毫米级,在实际应用中依然太小了。而且后两种技术还会大幅地损失光学收集效率,导致信号恶化,无法有效分辨样品。这些技术都不是最佳方案。


简智仪器解决这些痛点的创新科技是什么? 


那么,如何才能获得一个较大面积的拉曼特征并且实现激光功率的均匀分布,而又不以牺牲光学效率为代价呢?简智仪器通过孜孜不倦奋力钻研,最终从昆虫的复眼结构中获得了灵感,率先推出的MOEMS 阵列光斑检测技术,不止解决了拉曼光谱高聚焦容易引起样品的灼烧的问题,同时实现了拉曼检测技术从“点测量”到“面测量”的突破!


 什么是MOEMS 阵列光斑检测技术?


与人类的眼睛结构不同,昆虫的复眼每个小的眼睛均可独立成像。通过复眼结构,昆虫获得了更高的视野和反应速度。 

如果像复眼一样,有无数个小透镜同时对激发光聚焦,我们就可以在透镜的焦平面将激发光平均分配为很多份。每个小的透镜都是一套独立的光学系统,光谱仪狭缝和样品激发位置构成物象共轭关系。由于小透镜位置不同,我们可以把检测点覆盖在一个很宽的范围同时检测,从而解决了拉曼检测实际上只能进行“点测量”的问题。这就是简智仪器通过研究率先推出的MOEMS 阵列光斑检测技术,不止解决了拉曼光谱高聚焦容易引起样品的灼烧的问题,同时实现了拉曼检测技术从“点测量”到“面测量”的突破。

 简智MOEMS 阵列光斑检测技术有哪些优势? 


简智仪器依托自身元器件级的研发设计能力,突破重重设计和工艺难点,将传统拉曼中使用的单一透镜,优化为阵列微透镜,然后再做对应的光路系统的优化,由此研发出来的复眼仿生MOEMS拉曼探头,实现将检测范围扩大为厘米量级!而光点能量则能降低1-2个数量级,并且在检测范围内,均匀分布上百个聚焦光斑点;并且每个光斑点,保持了高数值孔径,在不显著降低接收效率的前提下,又均匀地分摊了激光照射功率,可以对样品进行大面积检测。MOEMS 阵列光斑检测技术不仅可以解决目前对于毒品等混合样品在拉曼检测中出现的代表性问题,避免了对高吸收率物质(如黑火药、ABS材料等)进行拉曼光谱检测时出现的烧蚀损毁现象,解决了易燃目标目前无法用拉曼技术直接检测的问题,同时,还创新性地实现了低能量密度下的大面积拉曼检测,是突破传统拉曼检测技术痛点的重大创举。特别是在测量危险样品时,由于单点功率低于5mw,因此,绝对安全。彻底杜绝拉曼光谱灼烧损坏样品,或者引燃引爆危险品的可能性。并且在均匀分摊激光功率的同时,保持超高拉曼接受效率,不会因为测量深色物体而导致信号恶化无法正确分辨。检测毒爆品,再也不用担心安全问题啦,妥妥地将公共安全捍卫到底!MOEMS阵列光斑检测技术绝对安全的保证、低能量下密度下的大面积拉曼检测,将大幅扩大拉曼光谱技术的适用范围,势必将成为下一代便携式拉曼光谱的常态性必配技术。


 在简智的什么产品中可以感受MOEMS 阵列光斑检测技术的黑科技魅力 


2019年简智仪器即将推出的Easy-Raman EV系列新款手持式拉曼光谱产品将搭载MOEMS阵列光斑检测技术,从实际产品运用中展现MOEMS阵列光斑检测技术的革新性优势。快来感受下黑科技神器的魅力吧!

相关新闻