由德国拜罗伊特大学、意大利国家研究委员会（CNR）、法国奥尔良大学等机构组成的国际科研团队在《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》期刊发表重要研究成果，首次通过高温拉曼光谱技术原位观测火山玻璃中纳米晶体（Nanolite）的结晶过程。该项研究采用了Cobolt公司生产的Zouk™ 355 nm紫外激光器与Fandango™ 514 nm绿色激光器，成功克服了传统技术对昂贵同步辐射光源的依赖，为火山喷发机制研究提供了全新的低成本解决方案。
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GC011846
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初始非晶玻璃的拉曼特征在从室温到 655°C（Tg）的范围内保持不变。然而，随着温度升高到 723°C 和 808°C，玻璃逐渐结晶，形成 Fe-Ti 氧化物纳米晶体，这一点也得到了 HT-XRD 的证实。 -
纳米晶体的形成在拉曼光谱中表现为 310 cm-1 和 670 cm-1 处的明显峰值。310 cm-1 峰值的演变仅取决于纳米晶体结晶的程度，而 670 cm-1 峰值的出现和演变与温度有关，在高于 500°C 时难以观察到。 -
重复加热含纳米晶体的玻璃到 Tg 以上会导致进一步的纳米晶体结晶。 -
当在高于 720°C 的非共焦配置中使用绿光激光器分析透明度较差的玻璃时，黑体辐射的强度显著增加，从而阻碍了对拉曼特征的观察。潜在的解决方案是切换到共焦设置或使用波长较低的激光器。
研究意义
这项研究证实了拉曼光谱分析技术是检测火山熔岩中纳米晶体结晶过程的有力工具。这项技术对于模拟火山过程至关重要，因为火山过程需要无晶体熔岩的粘度数据。通过使用 Cobolt 激光器，研究人员能够获得有关纳米晶体形成过程的宝贵信息，从而加深了我们对火山动力学和喷发机制的理解。
Cobolt激光器的关键作用
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高温稳定性与抗干扰能力 -
Fandango™ 514 nm绿色激光器在室温至720°C范围内表现出卓越的信噪比，成功捕捉到纳米晶体特征峰（310 cm⁻¹与670 cm⁻¹）的演化。 -
当温度超过720°C时，样品黑体辐射显著增强。研究团队发现，Zouk™ 355 nm紫外激光器因波长更短，可有效抑制热辐射干扰，为超高温（>800°C）实验提供了关键技术支持。 -
高灵敏度与低损伤性 -
在655°C玻璃转化温度（Tg）附近，高功率蓝光激光器（488 nm）易导致样品局部烧蚀，而Fandango™ 514 nm绿色激光器在20-50 mW功率范围内实现了无损检测，保障了数据的可靠性。 -
紫外激光器（355 nm）虽对铁钛氧化物信号灵敏度较低，但其在非共聚焦配置下的宽域信号采集能力，为熔体整体结构分析提供了补充数据。 -
多波长协同验证 -
通过对比不同激光器的光谱响应，团队首次揭示了670 cm⁻¹峰的强温度依赖性：该峰在500°C以上因电荷转移效应减弱而难以观测，而310 cm⁻¹峰则与纳米晶体含量直接相关。这一发现为火山熔体结晶动力学建模提供了关键参数。
