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MS1000用于YIG/GGG 薄膜的拉曼与荧光光谱的测试与研究

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内容节点
概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

文中的材料由中科院物理所刘玉龙老师提供,诚挚感谢刘玉龙老师对如海光电的支持!

 一、RMS1000产品介绍

RMS1000(Raman Minimal System)是如海光电新研发的又一款小型785nm拉曼光谱仪,将它与激光器、拉曼探头、光纤光谱仪与光电探测器等核心部件集成为一体,可成为一款小型高性能科研级别的便携式拉曼光谱仪。它具有高灵敏度、高信噪比、光谱范围宽等优异的性能。

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用RMS1000光纤光谱仪配置的整机具有体积小巧,重量轻,可以单独使用,也可以作为手持式、便携式、箱体式等多种制式的拉曼光谱仪系统,也可以根据用户需求定制产品,并可提供针对检测需求专用的探头和样品支架,能够充分满足科研院所,相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命,化学/化工、药物分析,食品安全,刑侦鉴定,环境污染检测等研究中的需求。

 

二、技术特点

Ø  性能优异:可达科研级光谱性能,具有高分辨率、高灵敏度、高性噪比等优点

Ø  无损检测:能够透过透明或半透明包装直接检测,例如玻璃、塑料袋等

Ø  远距离测试:可以距离样品1m进行检测;

Ø  软件强大:兼容多种操作系统,可进行数据采集、分析、比对等工作

Ø  操作简单:软件界面友好,人机对话,操作简单

Ø  多功能检测附件:配备各类大孔径收集效率的光纤探头、成套的光纤探头拉曼显微镜、可配备多种采样探头,各类包括远程检测需要的光纤拉曼探头,可适用于危险品检测;

Ø  同时支持多系统配置:更小的体积,可以连接手机、电脑等进行检测操作,直连直采,即插即用;

Ø  可以直接插在显微镜上做显微拉曼应用。

三、YIG/GGG 薄膜的拉曼与荧光光谱的测试与研究

1) 实验搭建

1. RMS1000微型拉曼光谱仪

2. SH-RAM-D20测量支架

3. 实验测试样品——YIG&GGG

 

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2) 测试结果展示

1. YIG/GGG 薄膜与GGG晶体的拉曼模式识别:

YIG/GGG 薄膜是用外延生长法将钇铁石榴石(Y3Fe5O12,简称YIG)生长在钆镓石榴石(Gd3Ga5O12 简称GGG)衬底上的亚铁磁性薄膜。在光通讯中,YIG/GGG薄膜是1.3-1.5微米光隔离器的核心部件之一。YIG和GGG材料同属立方晶系,它有25个拉曼活性振动模式(3Ag+8Eg+14T2g)。如果用VV偏振拉曼散射配置可以观察到3Ag+8Eg共11个振动模式,用VH偏振拉曼散射配置可以观察到14个T2g 振动模式。在非偏振拉曼散射配置下,由于3Ag+8Eg 的振动模式的散射强度远大于T2g 振动模式的散射强度,14个T2g 振动模式基本上被淹没在3Ag+8Eg 的振动模式中。因此,在非偏振拉曼散射配置下,我们只能观察到3Ag+8Eg 的11个振动模式,如图1所示。

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2. YIG/GGG 薄膜与GGG晶体的晶场能级(荧光)的识别:


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从图1所示已知,YIG/GGG薄膜的声子的拉曼散射信息主要集中在100-1000波数范围内。在大于1000波束范围外,它们信号主要来自于YIG与GGG晶体场中的电子跃迁,如图2所示。与晶格振动光谱相比,稀土石榴石的电子光谱受到了广泛的关注。关注的原因有三: 第一,稀土石榴石可为成为制备先进固体激光器的材料,第二,晶体场论方法可以应用于它们的电子光谱分析,电子光谱用于对稀土铁石榴石结构的完整理解是非常必要的,尤其是对在这稀土石榴石中存在着的超交换作用的理解。

 就这项实验工作而言,我们发现利用拉曼光谱,通过入射激光波长与散射光的相对波数位移不仅提供了关于石榴石材料中的声子和电子能量的信息,而且拉曼相对散射强度提供了关于电子能级波函数的信息。

就我们研制的RMS1000型拉曼光谱仪功能而言,用785nm激光波长的激发,即可得到石榴石等其它功能材料完整的声子光谱和相应的电子发射光谱,并且用它所获得的高信噪比的拉曼光谱与研究级光谱仪处在同一水平。RMS1000型拉曼光谱仪为从事材料学研究的科研人员提供了一款高性价比的科学仪器。

 

最后我们再简单介绍这款高性能拉曼光谱仪的相关参数和典型光谱,如果有用户对这款光谱仪感兴趣,请后台留言或直接电话联系~

四、产品参数

 

产品型号

RMS1000

整机尺寸

117×78×18.5mm

整机重量

220g

光谱范围

200-3200   cm-1

光谱分辨率

12cm-1@50μm

适配系统

Android系统,Windows系统,linux系统

工作温度

0-45℃

工作湿度

5-80%

五、典型光谱

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六、光谱一致性

检测条件:纯酒精,200ms积分时间,环境温度25℃,批次灵敏度一致性±15%。

 

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七、检出能力验证

检测条件:0.5%乙醇,5000ms积分时间,环境温度25℃,批次灵敏度一致性±15%。

 

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八、远距离检测验证

检测条件:100%正己烷,3000ms积分时间,环境温度25℃,距离样品距离1m

 

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九、穿透性检测验证

检测条件:无水硫酸钠,1000ms积分时间,环境温度25℃,白色塑料样品瓶。

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