半导体532nm激光器:拉曼检测的理想光源
2025-09-01

伴随对激发光源的不断的优化和发展,拉曼光谱技术作为物质的重要的分析手段,其检测的性能也随之大大地提高了。尤其是近年来对激发光源的激光的研究和开发使得拉曼光谱的检测性能大大地提高了,对于很多的样品的分析都得到了较好的应用。而随着对其独特的优越性——高的光电转换效率、可控的光的频率、宽的工作温区、低的激发电压、稳定的输出特性等一系列的优点,已逐步成为了拉曼检测领域的主流选择。

 

借助对复合的以电子空穴为载子的激发,半导体激光器就具有了体积小、效率高、寿命长等明显的优点。凭借对Nd:YAG晶体的高效的倍频技术的运用,将原有的1064nm的基频光巧妙的转换为了532nm的绿光的输出。通过与电子的更为接近的跃迁能量的相互作用,尤其532nm的激光的辐射对拉曼散射的截面都能得到有效的增强。借助对拉曼检测的精心调教,尤其是将532nm的激发波长的巧妙的将灵敏度和荧光的抑制的同时实现了最优的平衡的效果。

 

相较于785nm等的近红外激光器532nm的激光器其最大的核心优势就体现为其所具有的更高的拉曼散射的效率。借助对比532nm的激发下可达的785nm的拉曼信号的5-8倍的强度的实验数据表明,对痕量的物质的检测具有较大的可行性。但其所对应的532nm的激光却正好处于了大部分的分子振动能级与电子跃迁的能级之间,既可避免了由紫外激光的直接的对样品的光解,又可对长波长的荧光的干扰有效的规避。相较于其他的波长,尤其是532nm的激光对石墨烯的G峰(1580cm⁻¹)的检测的灵敏度都明显地有了较大的提高。

 

依托于巧妙的将热电制冷和光栅的反馈技术的巧妙的集成,使得现代的532nm的半导体激光器不仅具有了极好的波长的稳定性(可达±0.1nm),而且其所具有的输出的功率的波动也可达<0.5%的可控性。以其对长期的拉曼映射的稳定性尤为关键。经过8小时的连续工作,其拉曼的特征峰位移均不超过0.2cm⁻¹,完全满足了科研的检测需求。其便携的小巧的设计使其可轻松的与各类的微拉曼系统相结合,功率的可调范围也达到了1-500mW的幅度,完全能够满足不同样品的需求。

 

由其对血红蛋白的良好的吸收峰的规避使其成为活体检测的首选的激光器就是532nm的激光器。凭借其高的灵敏度,可对环境中的微小的ppb级的污染物都能实现准确的识别和监测。而在材料的科学研究中尤以二维材料的层数的精准鉴定、微观的应力分析等就都深深的依赖了532nm的拉曼系统的高精度的成像能力。随着半导体的工艺不断的进步,新型的分布式的反馈的(DFB)结构也就进一步将线的宽压缩至了小于1MHz的水平为高的分辨的拉曼都提供了可能。

 

随着量子点激光器的技术逐步成熟,532nm的半导体激光器将会在功率的输出(向瓦级的迈进)和光束的质量(M²<1.1)等方面都将实现一个较大的突破。其通过与光纤探头、微型的光谱仪的深度的集成,将拉曼检测设备推向更便携、更智能的方向,进一步巩固了其在分析测试的核心地位。同时也将拉曼技术的应用更广泛的推广开来,对拉曼的研究和发展具有很大的推动作用。

 

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