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拉曼散射最新视觉报道_拉曼光谱的原理及特点(2024年11月全程跟踪)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：热点更新日期：2024-11-28

拉曼散射

分布式光纤测温是基于自发拉曼Raman散射效应。当大功率窄脉宽激光脉冲LD入射到传感光纤后，激光与光纤分子相互作用产生极其微弱的背向散射光，背向散射光再次经过分光模块，隔离 Rayleigh散射光，透过温度敏感的anti-stokes信号光和温度不敏感的stokes参考光，并且由同一探测器接收，根据两者的光强比值可计算出温度。然后根据光时域反射OTDR技术，确定散射信号所对应的光纤位置。系统使用标准的通信单模光纤作为传感器，“传”“感”合一，可实时监测细微的温度和应变变化，在长输油气管道、海底光电复合缆、电力架空线、大坝、桥梁等领域具有重要应用。基于这个原理，目前，英诺科技分布式光纤测温系统已用于电缆温度监测、封闭式母线排温度监测、油储罐温度监测、输油管道/天然气管道温度监测等。「分布式光纤测温」「分布式测温」「拉曼散射」「管道监测」福州英诺科技的微博视频

拉曼光谱：分子振动的无声之歌 𐟎𖊣## 拉曼光谱的秘密 𐟕𕯸‍♂️ 拉曼光谱，这个名字听起来有点神秘，但其实它是一种非常有用的分析技术。简单来说，拉曼光谱是基于光和材料内化学键的相互作用，从而提供样品化学结构、相和形态、结晶度以及分子相互作用的详细信息。这种技术就像一种“分子指纹”，可以帮你识别出不同物质。拉曼效应：光与物质的奇妙互动 𐟌ˆ 拉曼效应其实是光子与光学支声子相互作用的结果。当光照射到物质上时，会发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的光频率和激发光相同，而非弹性散射的光则有更长或更短的波长，这就是我们常说的拉曼效应。拉曼光谱的特征峰 𐟏”️ 拉曼光谱的特征峰是识别不同物质的关键。以下是一些常见的特征峰： C-H吸收峰：低频C-H峰在2950到2850cm-1之间，高频C-H峰在1400到1300cm-1之间。 C=C吸收峰：芳经C=C峰在1600到1520cm-1之间，脂肪C=C峰在1460到1410cm-1之间。 C-O吸收峰：醇C-O峰在1160到1090cm-1之间，醛C-O峰在1340到1280cm-1之间。醇0-H吸收峰：低频0-H峰在3620到3500cm-1之间，高频0-H峰在2100到1900cm-1之间。羧基C-O吸收峰：低频C-O峰在1060到1030cm-1之间，高频C-O峰在1460到1330cm-1之间。 N-H吸收峰：在3320到3220cm-1之间。硫键C-S吸收峰：在1000到900cm-1之间。其它吸收峰：如碳硫伯烷、环碳经和吡咯经、芳香硫醚、醌等。拉曼光谱的应用 𐟛 ️ 拉曼光谱在科研和工业中有广泛的应用。比如，在化学分析中，它可以用来识别和量化分子；在材料科学中，它可以用来研究材料的结构和性质；在生物学中，它可以用来研究生物分子的相互作用和结构。结语 𐟌Ÿ 拉曼光谱是一种非常强大的分析工具，通过它，我们可以深入了解物质的内部结构和相互作用。希望这篇文章能让你对拉曼光谱有一个更清晰的认识！

面向公路环境信息获取应用的DAS大数据分析方法基于相位敏感光时域反射（OTDR）的分布式光纤声波传感技术（DistributedAcousticSensing，DAS），凭借其探测距离远、空间分辨率高、抗环境干扰因素强等优势。逐步应用于铁路沿线监测、石油管道监测、海洋环境安全监测、建筑结构健康监测及周界安防等各个领域。当前，全世界范围内铺设掩埋了大量的备用通信光缆，DAS这一技术可以充分利用既有通信光缆中的光纤，将其转换为成千上万的探测阵列，有望彻底解决多种领域的探测难题。在地球物理监测和自然灾害监测等多领域中具有广阔的应用前景。在实际应用中，由于探测距离较长、预埋光缆的环境未知等状况，使得通信光缆对地球物理和自然的探测发展受阻。因此如何整合传感光纤对各种未知环境特征信号的探测获取技术成为了一个难题。光在传播过程中，光纤内不均匀分布的传输介质，导致传播方向发生改变，从而产生散射现象。光纤制作主要以二氧化硅为主要材料，通过加入不同材料制成不同种类光纤，如复合光纤和氟化物光纤等。纤芯材料密度不均匀和掺杂物的不同，会造成光纤的折射率不同，光在纤芯内部的传输过程中，因光子的碰撞从而向多个方向进行随机散射，即分别为瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射。当入射光中心频率为0时，随之产生的布里渊散射光和拉曼散射光的中心频率均会发生改变，而瑞利散射光与入射光的中心频率均为0。这种情况称为弹性散射，并且在散射前后的光子能量保持守恒状态。同时这三种散射光中，瑞利散射的光强度是最大的，在光纤传感技术中，普遍通过使用光电探测器来探测瑞利散射光，从而完成对各个待测参量的传感。光时域反射技术（OTDR）最早由Barnoski于1976年提出。根据光纤端面的菲涅尔反射，OTDR技术早期用于光纤长度测定、光纤沿线光损耗测量、光纤链路上的故障定位等。在光纤链路故障定位中，光源发射脉冲光，经光纤故障处发生菲涅尔反射，由信号探测器接收光信号。脉冲光从发射端经由光纤端面反射到达探测器的时间为X，光在真空中的传播速度为X，则X为光纤端面故障处与光源的距离长度，纤芯的折射率为X。光在纤芯中的传播速度始终不变，而光传播至各个位置处产生的散射光，返回到信号接收端所经历的时间是不同的。即将光纤故障处的距离问题转化为信号探测器的接收时间问题，从而完成对光纤链路故障的定位。 OTDR的基本器件有光源、耦合器和探测器等。光源发出宽带脉冲光，经环形器进入传感光纤，再由环形器的另一端口返回到探测器中，探测光经光电转换后变成电信号，最后由数据采集卡采集信号。当光纤所处的外界环境发生变化时如外界扰动，会造成纤芯折射率发生改变，从而加剧光的锐利散射程度，并且该点的光相位信息也会发生变化。在OTDR技术中，其光源的线宽较窄，探测光经调制器后，具有较强的相干性，在光纤中的探测距离也随之增大。当光纤的外界有振动事件产生时，散射光在振动点处的相位信息产生变化，通过对该点的散射光相位进行解调，从而获得该点处扰动的各个特征。配备的结构通常由光源发射器、调制器、放大器、环形器和探测器等组成。激光器发射光源，由同步信号控制调制器，调制成具有指定宽度和频率的脉冲光，保证采集卡与调制器的周期同步。脉冲光经环形器进入传感光纤，再由环形器的另一端口返回到探测器中，探测光经光电转换后变成电信号，最后由采集卡同步采集信号。 DAS是基于相位解调的OTDR技术，通过采集光纤中返回的探测光信号，并解调光相位，从而线性还原外界环境对光纤的各种扰动信息，如扰动的振幅、相位和频率等。 DAS传感技术主要可以概括为两个步骤：DAS设备连续采集光纤返回的光信息；对探测光信号完成解调并存储数据。耦合器1将光源发出连续的激光以99:1的比例分成两束光，其中99%的光束被半导体光调制器调制为脉沖光。经EDFA光放大器后，由滤波器滤除放大器件产生的辐射噪声，之后经过环形器端口传送至光纤。增益模块控制的泵浦光源对光信号进行放大，放大后的背向瑞利散射光作为探测信号光经过环形器回到耦合器2当中。将耦合器1中剩余1%的光作为参考光，与耦合器2中的探测光进行干涉作用后，被探测器接收。通过信号放大器放大光电转换后的电信号，并进一步滤除噪声，最后被数据采集卡同步采集。其中同步信号发生器连接着半导体调制器和数据采集卡，其主要作用是将控制半导体调制器的脉冲发生与数据采集卡之间的主时钟基准信号保持稳定的定时与同步，并且控制信号保持着同步的频率和相位。

𐟔젦ŽŒ握拉曼光谱，数据精准分析！ 𐟌Ÿ 拉曼光谱技术，以拉曼效应为基础，揭秘分子结构的奥秘。通过光谱分析，我们可以： ✅ 揭露物质身份：每种物质都有独特的光谱指纹，从而进行定性分析。 ✅ 洞察物质内部：光谱谱带分析，揭示物质结构的深层信息。 ✅ 量化物质含量：利用光谱吸光度，精确测量物质含量。 ✅ 绘制物质分布：拉曼Mapping与成像，展现样品组分与颗粒大小。 ✅ 增强检测灵敏度：表面增强拉曼，助力低浓度物质检测。 ✅ 追踪温度变化：原位变温拉曼，捕捉温度对结构的影响。 ✅ 解析电化学过程：原位电化学拉曼，揭示电池与电催化反应细节。 ✅ 偏振揭示取向：偏振拉曼，提供分子取向与化学键振动信息。 𐟒ᠦŽŒ握拉曼光谱，让实验数据更加精准！

不同国家的科学家争论同一个东西的优先权，对同一个东西命名不一样的事情很多。苏联-俄罗斯科学界和西方的这种争论特别多，他们认为很多东西都是俄罗斯人先发现的，但被西方忽视了。比如拉曼散射在俄罗斯不叫“拉曼散射”，而叫“组合散射”。他们认为曼德尔斯塔姆先发现这个事，并且拉曼的发现很可疑，诺贝尔奖发错了。图来自曹则贤对刘寄星的采访。

人生的作业，一步步来人生就像一本厚厚的作业本，每一页都充满了挑战和未知。我们逐渐地、一步步地写下自己的故事，虽然有时候会迷茫，会困惑，但那股淡定的劲儿，仿佛告诉我们：没关系，慢慢来，一切都会好起来的。就像那些科研工作者，面对复杂的算法和难题，他们总是那么从容不迫。拉曼散射、插入损耗、AES算法，这些听起来就让人头大，但他们却能轻松应对，仿佛这些都是“小意思”。他们的淡定和自信，让我们明白：只要坚持，没有什么是不可能的。而我们，也在为中华民族的伟大复兴而努力奋斗。每一份努力，每一次尝试，都是这本人生作业的一部分。虽然路还很长，但我们相信，只要我们一步步地做，总有一天，这本作业会被我们完美地写完。所以，不要急，慢慢来。人生的作业，需要我们用心去写，用爱去感受。每一页，都是我们成长的见证，也是我们生命的精彩。

𐟔妎⧴⥱€域化表面等离子体共振𐟔劰Ÿ’ᥱ€域化表面等离子体共振（LSPR）是一种神奇的现象，它发生在金属纳米结构的表面上。当金属纳米颗粒，如金或银，的大小与光波长相近或更小时，它们能够吸收并放大光能，形成所谓的等离子体振荡。 𐟌ˆ这种振荡被限制在非常小的空间内，这就是为什么它被称为局域化表面等离子体共振。LSPR在可见光谱范围内显现，其频率受到金属纳米结构的形状、大小和周围介电常数的影响。 𐟌Ÿ当外界光线与这种局域化的等离子体频率相匹配时，会引发强烈的光吸收、散射以及局域电场的增强。这一特性使得LSPR在纳米光子学、生物传感、光学增强以及表面增强拉曼散射等领域大放异彩。 𐟔줾‹如，通过LSPR，我们可以检测到单个分子，增强光谱信号，甚至提高光催化活性。这一发现无疑为科学研究和工业应用开辟了新的道路。 𐟚€现在，就让我们一起踏上这探索局域化表面等离子体共振的奇妙旅程吧！

COMSOL光学仿真与模型全解析 𐟌Ÿ 个人光学工程师，专注于光学领域的仿真，帮助众多同学和个人解决光学问题： 1️⃣ 光束约束与叠加物理模型：包括点光源、柱面透镜和接收屏的光束叠加分析。 2️⃣ 涡旋光OAM：在COMSOL中定义不同阶数的涡旋光束传播，比较不同拓扑荷数下的光束特性。 3️⃣ 光子晶体线缺陷波导能带分析：研究光子晶体的能带结构，探索线缺陷波导的传输特性。 4️⃣ 螺旋相位板光场调控：通过螺旋相位板对光场进行调控，实现特定功能的光学器件。 5️⃣ 透镜-光纤耦合光路反射型光开关：设计透镜与光纤的耦合光路，实现反射型光开关。 6️⃣ 光学折射-液面高度传感：利用光学折射原理，通过液面高度传感来测量液体的变化。 7️⃣ 二位拓扑光子晶体逻辑门：设计基于光子晶体的逻辑门，实现特定逻辑运算。 8️⃣ 二氧化钼的拉曼散射物理模型：研究二氧化钼的拉曼散射现象，探索其物理机制。 9️⃣ 电磁波模型：金属超表面光栅的TE/TM偏振下斜入射不同衍射级反射光谱计算。 𐟔Ÿ AlGaAs纳米天线倍频产生（二次谐波非线性效应SHG）三维模型：研究AlGaAs纳米天线的倍频效应，探索非线性光学现象。 1️⃣1️⃣ 光学模型：PT对称耦合波导：设计PT对称耦合波导，研究其传输特性。

高光谱成像：揭秘光与物质的奇妙互动 𐟌ˆ 光是什么？光是一种电磁辐射，涵盖了从无线电波到X射线的广阔波长范围。可见光只是其中的一部分，波长大约在400-760nm之间，是我们日常生活中接触到的光线。光谱是什么？光谱的全称是光学频谱，是复色光通过色散系统后，按照波长或频率的大小顺序排列形成的图案。可见光谱是我们在日常生活中能看到的部分。光谱的分类按照波长区域分类：红外线、紫外线。按产生方式分类：发射光谱（物体自发发光，分为线状光谱、带状光谱、连续光谱）、吸收光谱（连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱）、散射光谱（瑞利散射、拉曼散射）。高光谱成像是什么？高光谱成像是一种研究光与物质相互作用的方法，通过收集不同材料的光谱信息来识别或判断材料的属性。光谱特征类似于指纹，可以用来识别材料。高光谱成像系统在工业领域的应用塑料分拣机：利用高光谱成像技术对塑料进行分类和分离，提高回收效率。光学分栋机：利用高光谱成像技术对可回收材料进行分类和分离，改善循环利用指数。高光谱相机是如何工作的？为了研究反射光，需要一种叫分光仪的仪器，它是一种将入射光分解成不同光谱的仪器。通过光谱仪的光被反射，结果被称为反射光谱。测量反射光谱是利用高光谱成像最常用的方法。高光谱成像使用成像光谱仪收集光谱信息，这种装置也被称为高光谱相机。因此使用高光谱相机我们可以测量成百上千个光谱，所收集的光谱不是单一光谱，而是以每个图像像素包含完整光谱的方式形成目标的图像。高光谱成像提供的数据被称为数据立方体，因为高光请数据实际上是三维的。

12种必备材料表征方法，你知道几个？ 𐟎‰ 终于迎来了下篇！上次分享了12种常用的材料表征方式，大家是不是已经迫不及待想要了解更多啦？𐟔 那就赶紧往下看吧！ 𐟌ž 这篇笔记将介绍另外12种重要的材料表征方法，让你的科研之路更加顺畅！ 𐟌Ÿ 1. 激光粒度仪：用于测量颗粒大小和分布。 𐟌Ÿ 2. 有机元素分析仪：分析有机物中的元素组成。 𐟌Ÿ 3. 红外、紫外、拉曼、荧光等光谱仪：多种光谱技术，揭示材料的内部结构。 𐟌Ÿ 4. 拉曼光谱：通过拉曼散射效应研究材料的振动模式。 𐟌Ÿ 5. 材料元素定性定量分析：确定材料中的元素种类和含量。 𐟌Ÿ 6. 微观原子排布结构-3DAP/APT（三维原子探针）：揭示材料的原子级别结构。 𐟌Ÿ 7. 大孔材料孔径分布表征：了解大孔材料的孔径大小和分布。 𐟌Ÿ 8. X射线衍射物相分析：通过X射线衍射研究材料的晶体结构。 𐟌Ÿ 9. 扫描隧道显微镜(STM)：在原子尺度上观察材料的表面形态。 𐟌Ÿ 10. 透射电子显微镜（TEM）：观察材料的内部结构。 𐟌Ÿ 11. X射线光电子能谱（XPS）：研究材料的电子结构和化学键合。 𐟌Ÿ 12. 扫描电子显微镜（SEM）：在较大尺度上观察材料的表面和内部结构。 𐟑† 以上就是另外12种常用的材料表征方法，是不是已经对你有所帮助了呢？记得点赞收藏哦！𐟒–