Das tiefviolette Raman-Spektrum ist mit seinen einzigartigen technologischen Vorteilen ein "Supermikroskop" für die Erkenntnis der mikroskopischen Welt in der wissenschaftlichen Forschung, dessen Kernkompetenzen sich in drei Aspekten manifestieren:
1. Durchbrechen der Signalerkennungsgrenzen: Erhöhung der Empfindlichkeit um 2-6 Größengruppen
Das tiefviolette Raman-Spektrum hat zwei technische Durchbrüche erreicht, indem es die Wellenlänge des eingehenden Lichts (<250 nm) verkürzt:
Die Raman-Streuungstärke ist umgekehrt im vierfachen Verhältnis zur Wellenlänge: Wenn die Wellenlänge von 785 nm auf 198 nm gekürzt wird, steigt die Streuungstärke um das 237-fache, was die Erkennung schwacher Signale ermöglicht.
Resonanzverstärkungseffekt: Wenn die Laserwellenlänge mit dem Elektronenabsorptionsspitze der Probe übereinstimmt, kann die Streueffizienz um das 106-fache erhöht werden (z. B. 229 nm-Laserexperimente zeigen, dass das Signal um 3 Größengruppen verstärkt wird).
Diese Eigenschaft bietet einen erheblichen Vorteil bei der Erkennung von Spuren, z. B. bei der präzisen Messung der Konzentration von Reaktionsmittelprodukten in der Petrochemie (Erkennungsgrenzen von 8 bis 55 ng), weit über die herkömmlichen Röntgendiffraktions- und Infrarotspektromethoden.
Durchdringen komplexer Störungen: "saubere" Spektralanalyse
Der Spektrumbereich des tiefen UV-Bandes (<250 nm) wird von der Fluoreszenz der Probe getrennt, wodurch Fluoreszenz-Hintergrundstörungen beseitigt werden. Gleichzeitig wird das Sonnenlicht im tiefen UV-Bereich von der Ozonschicht absorbiert, was eine natürliche "blinde Zone" bildet, so dass das Instrument direkt unter Sonnenlicht verwendet werden kann und sogar Fernmessungen unterstützt (z. B. die Erkennung von Meeresverschmutzung oder Schlachtfeldchemie in einer Entfernung von 500 Metern). Darüber hinaus ist es durch seine thermische Strahlungsstörungsbeständigkeit ein ideales Analysewerkzeug für Hochtemperaturumgebungen wie Industrieöfen oder bei starkem Licht.
3. Mikroskala-Analyse: Das "Perspektive-Auge" vom Molekül zum Material
Die Mikrozone-Erkennungskapazität des tiefen UV-Raman-Spektrums beträgt 1-2 Mikrometer und ermöglicht in Kombination mit dem kofokulären Design eine schichtliche Analyse der Proben in verschiedenen Tiefen, ohne die Probenstruktur zu zerstören. Diese Eigenschaft zeigt Wert in mehreren Bereichen:
Materialwissenschaft: Analyse der Anzahl der Schichten, Gitterfehler und elektronischen Eigenschaften von 2D-Materialien (wie Graphen) und Ermittlung der Halbleiterspannungsverteilung;
Biomedizin: schadlose Analyse der Verteilung von Krebszellen und normalen Zellen in pathologischen Schnitten, Verfolgung der Medikamentenpenetrationswege im Gewebe;
Umweltüberwachung: Fernerkennung von giftigen Gasen in der Luft oder Schadstoffen im Wasser zur Unterstützung der Echtzeitüberwachung vor Ort.
Mit der Entwicklung der Miniaturisierung der Technologie ist das tragbare tiefviolette Raman-Spektrometer in den Verbrauchermarkt eingetreten und kann in der Zukunft zum Standard für Handys, Drohnen und andere Geräte werden, um die Integration des "Auges der Wissenschaft" in den Alltag zu fördern.