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拉曼光谱技术作为一种强有力的分子结构研究工具,广泛应用于材料物理、生物医学、食品安全等领域。然而很多物质比如药品、食品的拉曼光谱检测过程都伴有强荧光干扰,荧光的存在严重影响拉曼光谱特征峰的识别,此外探测器本身的噪声和暗电流严重影响着弱拉曼特征峰的探测,因此非常有必要采取措施抑制荧光干扰和提高拉曼光谱系统的信噪比。 移频激发法是一种简单通用的荧光抑制方法,它常采用两个波长相近的激发光源分别激发样品得到两幅拉曼光谱,对这两幅光谱作差分,从而有效地消除荧光的影响。本文研究了移频激发法的荧光抑制原理,并分析了从差分光谱中提取真正拉曼光谱的复原算法需要克服的干扰因素。此外,对多种复原算法进行了详细的推导介绍,并进行Matlab仿真分析。 我们使用一种简单有效的方法实施移频激发拉曼光谱测量,利用两个波长相近、基于体布拉格光栅技术的波长固定的半导体激光器作为激发光源,结合光纤光开关、拉曼探头、光栅分光光路和光谱数据采集模块搭建了一套拉曼光谱系统,进行移频激发实验。为提高光谱采集质量,采用高灵敏度、低暗电流的背薄型面阵CCD作为探测器,设计了高性能的光谱数据采集模块,将拉曼光谱数据通过USB传输到PC上位机软件,并通过调用Matlab编写的复原算法实现光谱复原。 系统经波长标定后进行暗电流和重复性测试,测试结果表明该系统有效降低了CCD的暗电流,在长积分时间下能够探测到弱拉曼光谱信号,提高了光谱信噪比。我们利用本系统对强荧光背景的香油样品进行了移频激发实验,分别采用简单积分算法、数值插值的简单积分算法和多重约束迭代解卷积算法三种不同的复原算法进行光谱复原,并进行复原效果对比。实验结果表明,所搭建的拉曼光谱系统能够简单高效地实现移频激发拉曼光谱测量,并且移频激发法能够有效地抑制荧光背景。