拉曼筛选必须对各种包装的样品和有颜色或杂质的样品有效，这些样品的荧光可以根据激发激光波长的不同淹没拉曼信号。采用共线样品照明和拉曼散射收集的设计，效率更高，分布在更大的采样区域，对样品有更低的照明功率密度，减少了对深色样品可能存在的样品加热问题。更大的样品面积的测量提供了更可靠的识别。这种透视拉曼技术和使用较长的激光波长激发克服了使用拉曼光谱进行现场测试所遇到的许多困难。
ST拉曼识别分析样品的优势
在传统的拉曼仪器中，采样光学器件采用类似于共聚焦显微镜的聚焦设计。它们的激发光束和拉曼信号光束都集中在同一个点上。样品通常放置在这个焦点上，在激光焦点处有一个小的高功率密度的采样区域。通过这种方式，激发功率密度和拉曼信号辐射在采样体积最大化，并且只有来自这个紧密聚焦的体积的信号被收集。这种共聚焦设计具有最大的吞吐量的优势，可以用于测量透明容器内的样品，就像共聚焦显微镜做光学切片一样。当容器强烈地漫射光时，共聚焦方法失去了它的效力，因为光不能再聚焦到容器内的材料上。扩散散射容器内材料的拉曼信号较弱，通常伴随容器本身的强特征。
STRaman®技术扩展了拉曼光谱的能力，以测量漫射散射包装材料下的样品-允许在不透明包装和透明层中的样品透视(ST)识别，这可以用传统的拉曼完成。ST拉曼技术是基于增加拉曼的光传输和收集系统，通过使用反射腔。从样品的多次反射拉曼散射提高了激发效率，也提高了收集效率，并与光谱仪一起使用，以收集来自反射腔的额外光子。
STRaman®反射腔在光学上有三个用途，比传统的拉曼光谱分析提供多种增强:(1)比共聚焦方法提供更大的采样区域;(2)通过多次反射和散射来最大限度地收集信号;(3)将采样区域与污染信号的环境光隔离。使用专门的反射腔增强了来自较深层的拉曼信号的相对强度，从而增加了有效的取样深度，并允许在视觉不透明容器内的材料测量。更大的取样面积还具有降低激光对样品的功率密度，从而消除样品损伤的额外优势。利用这种降低的功率密度，可以在不受激光烧蚀表面损伤的情况下测量有色样品和含能材料。大的采样区域提高了测量精度，消除了在非均匀样品上测量小光斑尺寸时检测到的可变性，其中光斑尺寸在粒度大小的顺序上。
图1
在常规拉曼中，激发激光聚焦于或靠近样品表面，如图1(a)所示。当该表面为非透明包装时，如白色聚乙烯(PE)瓶，瓶表面的拉曼散射较强，只有少量的激光穿透壁到样品内部。下面的光谱1(a)是在白色瓶中的苯甲酸钠样品，箭头指向苯甲酸钠的微弱信号，主要信号来自PE瓶的拉曼散射。利用散焦激发光束和漫射散射机制，光线覆盖更大的区域(几毫米)并穿透瓶壁。在这种情况下，测量表面下样品的拉曼散射时，表面本身的贡献较小。1(b)的光谱以苯甲酸钠的信号为主要峰，尽管它们的总体强度不是很高，瓶子表面的总体贡献要小得多。使用如图1(c)所示的STRaman技术的反射腔，拉曼散射信号和激发信号通过在腔内反射并在更大的样本区域和更大的深度上有多次反弹而得到增强。ST拉曼技术产生了拉曼光谱如图1(c)中箭头所示，苯甲酸钠峰总体强度更大，PE瓶表面的贡献较小，反射腔几乎增加了8倍的信号。
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