最近,科学家们对探索低波数的拉曼光谱区域(<10 cm-1至200 cm-1)产生了浓厚的兴趣。因为该频率范围内的拉曼位移可以接触到分子晶体的晶格振动,并具有更直接地探测固体材料中分子间相互作用的潜力。低波数拉曼区域探测分子结构的低能振动和旋转模式与太赫兹光谱(300 GHz – 6 THz)相同。
拉曼光谱的太赫兹区域包含了有关于分子或晶格的重要结构信息。例如,在制药工业中,这种结构信息可以帮助确定药品的结晶度,进而确定溶解度。更详细的说,低波数的拉曼光谱提供了一种在压片前后探测制药系统的多态性结构的途径,以及结晶材料的药物鉴定和定量分析,这两者都是制药学中的关键信息。
制药行业在药物开发,制造和质量控制期间的主要目标是能够确定活性药物成分(API)的结构形式。API表现出多态性,其特征在于具有相同的化学成分,但不同的固态结构可能会影响生物利用度和治疗指数,这可能导致所有的最终药物产品的效率降低。与现有技术相比,探测低波数拉曼区域具有几个优点,例如易于收集数据(与X射线粉末衍射等传统方法相比),收集结构信息的光谱从而能够区分晶体的结构。

近年来,用于测量药物中晶格声子的低波数拉曼区域的要求变得越来越多,随着精密滤光片和窄线宽激光器的不断进步,一些激光器逐渐具有了所需的频率稳定性。因此,医药产品的低波数区域研究已经从学术型的实验室方案转型为制药实验室和生产线提供定制化的实验室方案。
通过为拉曼显微镜配备低频拉曼光谱功能并进行多变量分析,可以展示非处方 (OTC) 药片中 API 分布和晶体尺寸的情况。
为了接近低波数拉曼光谱范围,用于将拉曼信号和瑞利散射光从照明波长中分离出来的陷波器的带宽需要非常的窄,并具有高水平的截止率。拉曼信号,光子-声子相互作用本身是非常弱的,因此,通常需要超过 60 dB 的瑞利光抑制来记录有用的拉曼信息。满足这些要求的滤波器可以通过以下方式制造:
通过暴露来自紫外激光的干涉图案在光热折射 (PTR) 玻璃中记录全息图来制作VBG。这种体布拉格光栅 (VBG) 元件可以提供 FWHM < 1 cm–1 的陷波滤波器,并且在距离最大值小于 1cm–1 时截止率超过 60 dB
基于AlGaAs的半导体器件可以制造出785nm拉曼光谱的激光源。它们可以设计成出光为单横模式的激光光束(较低功率)或多横模式的激光光束(较高功率)。半导体激光器具有较宽的增益光谱,通常具有超过1 nm的带宽,并且具有从主峰延伸数十纳米的长光谱的拖尾。它们可以通过在激光器的结构中引入分布式波长选择性光栅(DBR / DFB)从而实现出射单模光谱。大约780 nm的DBR/DFB激光器的输出功率高达几十mW。作为更高功率水平的替代方案,可以通过构建具有单独的波长选择性腔体元件的外部腔体,将半导体激光器的宽带发射转换为窄带。构建这种锁频半导体激光器的传统方法是使用体布拉格光栅元件(VBG)构建外部腔体。

Cobolt 08-NLDM ESP 785 nm 激光器出色的光谱纯度通过将其光谱峰值(红色)与带有外部二向色滤光片(橙色)的标准锁频二极管激光器和没有外部二向色镜(蓝色)。Cobolt 08-NLDM ESP 785 nm 在 < 0.3 nm(或 < 5 cm-1)处实现 > 60 dB SMSR,无需任何外部滤波。
来自瑞典Cobolt公司的 08-01系列的785nm的激光器,目前有三种窄带的激光器可供选择:

那么,以上三种785nm的窄线宽激光器,如何选择一款合适的785nm的拉曼激光器应用于您的实验当中呢,我来告诉您答案:
我们的NLD ESP增强光谱纯度版本的785nm 400mW的激光器,发散角与120mW的版本相比较,发散角稍微大一点并且不对称,原因是该激光器是多横模的。这种激光设计在自由空间拉曼应用中非常普遍,它是与知名客户一起为自由空间拉曼设计的,用于定量分析。通过定量分析通常是基于探针的系统,用来看物质的浓度,并且它具有大于60dB的光谱纯度。
定性分析涉及使用共聚焦显微镜进行成像,需要单横模的激光器。这些客户我们推荐Cobolt的另外一个型号120mW 785nm NLD的激光器。
如果您并不需要单横模的激光器,并且追求更大功率的,400mW的功率值也不够用的,那么推荐最后一个 500mW的版本。


另外针对于785nm的拉曼光谱的研究,我们还能给您提供Semrock拉曼滤光片的专业的解决方案:
Semrock备有最广泛的拉曼光谱边缘滤光片可供选择,,边缘波长从 224nm 到 1550 nm。这些滤光片非常陡峭且透光率高,以至于它们的性能甚至比领先的全息陷波滤光片还要好,但价格却不到其一半。现在,您可以在比以往任何时候都更靠近激光线的地方看到最弱的信号。凭借其深激光线阻挡、超宽和低纹波通带、久经考验的硬涂层可靠性和高激光损伤阈值,它们提供持久的性能。

药物检测多手段,低频拉曼来构建。
光谱纯度要完善,波长稳定是关键。
超低波数别慌乱,咱有最陡滤光片。
窄线镭射哪家强?瑞典激光称霸王。

