自动聚焦拉曼光谱技术在拉曼化学成像的应用-电子发烧友网

卓立汉光全新推出自动聚焦拉曼光谱系统。该系统通过智能化实时调焦技术，显著提升样品检测的可靠性和效率，有效解决样品表面不平整等导致的聚焦困难、信号采集不稳定等问题，具备高稳定、高分辨率、高速扫描等性能优势，可实现三维化学组分的信息检测，其适用于材料科学、生物医药、半导体等领域的微区化学成分分析。

引言

拉曼光谱作为分子 “指纹” 识别技术，在微区化学成分分析中不可或缺，但传统拉曼图像扫描模式面临多重挑战：样品厚度不均导致局部离焦、动态环境下聚焦漂移、粗糙表面信号采集稳定性差等，严重限制了对复杂结构样品（如半导体晶圆、生物组织、药物制剂）的精准表征。

未解决这一难题，卓立汉光推出自动聚焦拉曼光谱系统，通过智能化聚焦控制与优化光路设计，实现对样品表面形貌的动态追踪与实时校正，无需手动干预即可完成复杂样品的高效、高保真检测，为科研与工业领域提供了全新的拉曼化学成像解决方案。

性能优势

系统以 “实时聚焦 + 精准检测” 为核心设计理念，通过多模块协同实现复杂样品的高效表征：

三维成像能力：搭配激光共焦光路设计，采集样品表面化学组分信息，通过三维数据构造表面成分图像。

高频实时响应：优化光路与快速聚焦算法，响应速度块，可实百Hz高频响应，实现真正意义上的焦平面实时追踪；

亚微米级灵敏度：集成高灵敏度光学传感器与模拟电路快速反馈模块，压电陶瓷驱动物镜动态追踪样品表面，可实现亚微米尺度焦深变化识别，超越拉曼光谱分辨极限

强抗干扰能力：抗环境振动干扰设计，适合长时间连续扫描，具备高稳定性。

低损伤检测：激光连续可调功率，有效避免样品光损伤，适合生物活细胞、有机材料等敏感体系

高空间分辨率：搭配高数值孔径物镜与优化的光路设计，空间分辨率低至0.5um，清晰解析微区化学分布差异。

可拓展性强：可升级相关配置，同步输出表面形貌图

典型应用场景

材料科学：半导体晶圆缺陷分析、电池极片成分分布、薄膜材料层间界面表征、高分子聚合物相分离研究等。

生物医药：组织切片微区成分成像、活细胞代谢物动态监测、蛋白质构象变化分析等。

制药领域：药片活性成分分布均匀性检测、缓释制剂包膜成分分析、中药微丸多组分识别等。

考古与文博：陶瓷釉料分层成分鉴定、壁画颜料微区分析、文物表面腐蚀产物表征等。

环境监测：微塑料颗粒成分与形貌关联分析、大气颗粒物化学组成溯源等。

测试案例

WSe晶圆表面成分成像

采用 532nm 激光器对WSe 晶圆（检测范围 5.5×5cm）进行分析，对同一片晶圆进行非自动聚焦采集时，可以清晰看到样品的离焦情况，拉曼光谱信号“山脊状”分布，无法反映真实成分分布。使用自动共聚焦技术检测时，可使样品表面始终处于精准对焦状态，拉曼信号强度呈现均匀分布。此外，且捕捉到少量因局部成核、薄膜增厚导致的强信号点，为晶圆生长缺陷分析提供关键依据。

图 WSe晶圆样品，a（非自动聚焦）b（自动聚焦）的拉曼成像平面图；c（非自动聚焦）d（自动聚焦）的拉曼成像剖面图

先进陶瓷材料

先进陶瓷（又称高性能陶瓷或工程陶瓷）是一类具有优异力学、热学、电学或化学性能的无机非金属材料，广泛应用于高科技和工业领域。采用532nm激光器检测先进陶瓷材料，检测范围50x50um，其形貌高度变化约为40um。采用非自动聚集技术对陶瓷表面进行拉曼成像时，仅部分样品区域能保持清晰对焦，可以清晰看到样品的离焦情况。下图（使用自动共聚焦技术），可使样品表面始终处于精准对焦状态。