光譜儀器助陣里約奧運安檢

【中國化工儀器網 本網原創】里約奧運會正如火如荼地進行之中，觀看比賽的同時，儀器人也以其他的方式參與到本屆奧運會中來。除了各種感測器和監測儀器外，最為重要的莫過於安檢儀器。嚴格的安全檢查不僅是對於活動正常運行的保證，同時也是對於每一位現場人士生命安全的有力保障。

早在里約奧運舉辦前夕，位於觀瀾辦事處轄區的深圳市澳亞迪電子設備有限公司，已經為本屆奧運會提供了1900餘扇安檢門和20萬個手持安檢設備，為奧運進行保駕護航。

目前，要說到用於安檢的儀器莫過於攜帶型拉曼光譜儀和手持式熒光光譜儀，為什麼說它們最合適,首先這兩類設備可以做到現場檢測、準確、快速、而且還無損不傷被檢測物品，其最大的優勢就是遠距離(3米的距離也能檢測出物品的成分)檢測，安檢人員不需要取出物品，只需要打開物品的包裝，然後用光譜儀對準被檢測的物品，幾分鐘內被測物品的成分光譜圖就顯示在儀器的屏幕上，從而保證了安檢人員的安全。

光譜技術既然可以在不破壞、不接觸可疑危險物質的條件下，在幾秒鐘之內分析出可疑物質的成份，具有如此多的優點，而且有助於在現場第一時間做出緊要的判斷、保護民眾安全、降低執法人員風險、也能確實保存罪證。那麼光譜儀是如何進行工作的呢，它又是如何檢測到危險物品的呢？

首先說到熒光光譜儀，當物質分子吸收了特徵頻率的光子，就由原來的基態能級躍遷至電子激發態的各個不同振動能級。激發態分子經與周圍分子撞擊而消耗了部分能量，迅速下降至第一電子激發態的最低振動能級，並停留約10－9秒之後，直接以光的形式釋放出多餘的能量，下降至電子基態的各個不同振動能級,此時所發射的光即是熒光。產生熒光的第一個必要條件是該物質的分子必須具有能吸收激發光的結構，通常是共軛雙鍵結構；第二個條件是該分子必須具有一定程度的熒光效率,即熒光物質吸光後所發射的熒光量子數與吸收的激發光的量子數的比值。使激發光的波長和強度保持不變，而讓熒光物質所發出的熒光通過發射單色器照射於檢測器上，亦即進行掃描，以熒光波長為橫坐標，以熒光強度為縱坐標作圖，即為熒光光譜，又稱熒光發射光譜。讓不同波長的激發光激發熒光物質使之發生熒光，而讓熒光以固定的發射波長照射到檢測器上，然後以激發光波長為橫坐標，以熒光強度為縱坐標所繪製的圖，即為熒光激發光譜。熒光發射光譜的形狀與激發光的波長無關。

接下來看看拉曼光譜儀，當激發光的光子與作為散射中心的分子相互作用時，大部分光子只是發生改變方向的散射，而光的頻率並沒有改變，大約有佔總散射光的10-10～10-6的散射，不僅改變了傳播方向，也改變了頻率。這種頻率變化了的散射就稱為拉曼散射。對於拉曼散射來說，分子由基態E0被激發至振動激發態E1，光子失去的能量與分子得到的能量相等為△E。不同的化學鍵或基團有不同的振動能級，△E反映了指定能級的變化。因此，與之相對應的光子頻率變化也是具有特徵性的，根據光子頻率變化就可以判斷出分子中所含有的化學鍵或基團。

簡單來說，拉曼就是光散射後發生的頻率改變；熒光則是分子吸收能量再由於碰撞釋放能量產生的。兩種光譜技術具有不同的條件，但在檢測領域上，都具有其獨特的優勢。

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