便攜式拉曼光譜儀在過去十余年間取得了長足進步，卻始終面臨一個根本性矛盾：緊湊化設(shè)計必然導(dǎo)致光通量損失。

傳統(tǒng)方案——如臺式系統(tǒng)廣泛采用的Czerny-Turner結(jié)構(gòu)，依賴離軸反射式光學元件進行色散分光。該方案在光學效率、體積控制與雜散光抑制之間反復(fù)權(quán)衡，每增加一級反射鏡即帶來不可忽略的通量衰減。對于弱拉曼散射體或痕量分析場景，信噪比（SNR）往往成為測量的決定性瓶頸。

Lightnovo RG系列研究級拉曼光譜儀選擇了一條不同的技術(shù)路線——以高通量透射式衍射光學為核心架構(gòu)，將系統(tǒng)光學效率推升至85%，接近理論極限。

1. 透射光路設(shè)計原理

與傳統(tǒng)Czerny-Turner結(jié)構(gòu)采用凹面反射鏡進行準直與聚焦不同，RG系列的光路架構(gòu)基于透射式體相位光柵與全透射式光學元件的集成設(shè)計：

• 入射光路由一根多模光纖將拉曼散射光導(dǎo)入光譜儀，經(jīng)前置透鏡組準直后照射于透射式體相位光柵表面

• 透射光柵將入射光束按波長衍射至不同角度，衍射光隨后經(jīng)另一組聚焦透鏡成像于陣列探測器光敏面

• 全流程中無反射鏡參與，程度減少了光能損失

這套架構(gòu)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于：透射光柵的理論衍射效率可達90%以上，配合高品質(zhì)透鏡組的通光效率，整體光學鏈路的損耗幾乎被壓縮至低限。實際測試數(shù)據(jù)顯示，從樣品表面至探測器像元的光學總效率達到85%[0?L6-L8]。

相比之下，傳統(tǒng)Czerny-Turner結(jié)構(gòu)的反射鏡反射率通常在90%-95%之間，多級反射后累積效率常降至50%以下。

圖為透射式光路與傳統(tǒng)Czerny-Turner結(jié)構(gòu)的光學效率對比示意圖（右側(cè)為透射式光路原理圖）。

2. 光學效率與信噪比：數(shù)據(jù)說話

光學效率的差異并非抽象的賬面指標。在拉曼光譜儀中，光學效率直接決定信噪比（SNR） ，而SNR又決定了系統(tǒng)對不同濃度分析物的檢出能力與測量的置信度。

RGs 785系列不同衍生型號的光學配置差異，恰好可以說明這一問題：

表中數(shù)據(jù)清晰地揭示了光學效率與信噪比之間的關(guān)聯(lián)：在透射光學架構(gòu)的高通量基礎(chǔ)之上，探測器層面的升級直接轉(zhuǎn)化為信噪比的倍增。

實驗室實測數(shù)據(jù)亦可佐證：以聚苯乙烯標準品在1002 cm?1處的拉曼特征峰測試，RGs 785 Power型號在最大激光功率、0.3秒積分時間條件下，SNR高達3000:1。這一數(shù)值在同等尺寸的便攜式儀器中屬于高水平。

3. 緊湊結(jié)構(gòu)與功耗限制下的性能優(yōu)化到優(yōu)秀

對于實驗室臺式拉曼系統(tǒng)，體積與重量不是主要限制因素，設(shè)計師可以優(yōu)先考慮光譜分辨率與光學通量，而無需過度約束功耗預(yù)算。然而在便攜場景下，上述權(quán)衡條件逆轉(zhuǎn)。

RG系列整機尺寸僅257 × 110 × 61 mm，重量1.5 kg，功耗預(yù)算極為有限[8?L23]。在此約束下，85%的光學效率起到了關(guān)鍵作用——更強的光信號意味著無需過度提高激光功率或延長積分時間來補償信噪比不足，從而有效控制功耗與熱管理開銷。

實測數(shù)據(jù)表明，RG系列在單次充電條件下可連續(xù)工作長達4小時，并可外接移動電源供電。這背后是光學與電子系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計的結(jié)果。

4. 定制化設(shè)計：單臺儀器覆蓋多維度需求

高通量透射光學架構(gòu)的另一優(yōu)勢在于系統(tǒng)設(shè)計的靈活性。RG系列基于同一光學平臺衍生出多個專業(yè)化型號，以匹配不同應(yīng)用場景的需求：

4.1 低功率配置（LPR）

通過內(nèi)置衰減濾光片將激光功率降低至0.01 mW級別，適用于熱敏樣品（如生物組織、易熱損傷材料）的直接分析。

4.2 高功率配置（Power）

785 nm型號激光功率最高可達490 mW，顯著提升弱拉曼散射體的信號強度，拓展應(yīng)用邊界[8?L11-L15]。

4.3 低頻擴展配置（LF）

通過更換邊緣濾波片，將測量范圍擴展至50 cm?1甚至更低的拉曼頻移區(qū)，開啟晶格聲子模檢測等低波數(shù)表征能力。

4.4 高分辨率配置（HR）

通過更換高線密度光柵將光譜分辨率提升至1.5 cm?1級別，適用于多組分體系中的相近特征峰解析。

4.5 探測器升級選項

可選配iXon EMCCD或iVac探測器模塊，配合透射光路實現(xiàn)信噪比的進一步提升。

5. Miraspec軟件：從數(shù)據(jù)采集到智能分析的一體化方案

硬件配置必須配套的軟件生態(tài)才能真正釋放潛力。RG系列搭載的Miraspec軟件為Windows及Android雙平臺，實現(xiàn)了從儀器控制到數(shù)據(jù)解析的全流程覆蓋。

5.1 核心功能模塊

5.2 特色技術(shù)

Miraspec內(nèi)置多項算法：激光模式跳變校正技術(shù)可在激光器在不同工作模式間切換時自動補償漂移，保證測量結(jié)果的一致性和可重復(fù)性；光譜超分辨率重建模塊在不改變物理硬件的前提下提升光譜的有效分辨率。

6. 應(yīng)用場景圖譜

上述技術(shù)的最終落腳點在于實際問題的解決。RG系列覆蓋五個主要領(lǐng)域：

生命科學與健康：生物醫(yī)學、制藥質(zhì)量評價、無創(chuàng)皮膚診斷。透射光路的高通量特性使得低濃度代謝物的檢出成為可能。

材料與納米技術(shù)：聚合物分子鏈構(gòu)象分析、二維材料的聲子譜表征、半導(dǎo)體晶格應(yīng)變測量。SERS基底上的痕量檢測同樣受益于高光學效率。

工業(yè)與化學分析：化學品成分鑒定、地質(zhì)礦物現(xiàn)場識別、司法物證溯源。便攜機身與4小時續(xù)航支持戶外作業(yè)。

質(zhì)量控制與真?zhèn)舞b別：酒類品質(zhì)快速篩查、貴金屬包覆層下面物質(zhì)的無損鑒定等。

與科研級顯微平臺聯(lián)用：RG系列可通過標準接口匹配為RG顯微平臺，在保持便攜形態(tài)的同時拓展微區(qū)拉曼成像能力。

7. 市場定位與技術(shù)經(jīng)濟學分析

便攜式高分辨率拉曼光譜儀長期以來被籠罩在“性能折衷論"的陰影之下——人們默認便攜等同于性能降級。RG系列以高通量透射光學為核心的技術(shù)架構(gòu)證明了這種假設(shè)未必正確。

從技術(shù)經(jīng)濟角度分析：

• 覆蓋從化學鑒定到材料表征的多種應(yīng)用場景。以此價格獲得研究級光譜分辨率與1000:1以上的信噪比，在進口便攜/手持式拉曼光譜儀中具較強市場競爭力。

• 同價位競品通常無法同時提供寬光譜范圍（70-3700 cm?1）與高分辨率（<4 cm?1）的組合，RG系列通過可換狹縫設(shè)計與光柵選型實現(xiàn)了兩者的靈活平衡。

• 定制化選項避免用戶為冗余性能支付額外成本——既可選擇LPR配置用于熱敏樣品，也可選擇Power配置應(yīng)對弱散射樣品。

• 續(xù)航4小時的功耗設(shè)計使得野外作業(yè)無需依賴外部電源供電。

8. 中國區(qū)市場信息

2025年10月31日，北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司與丹麥Lightnovo公司正式簽署代理協(xié)議，成為Lightnovo產(chǎn)品在中國地區(qū)的總代理。

北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司是高新技術(shù)企業(yè)，主營產(chǎn)品涵蓋X射線探測器、光纖光譜儀、核輻射測量儀器等。通過此次合作，其光譜類產(chǎn)品線得到進一步豐富，可為國內(nèi)科研院所、高校及工業(yè)用戶提供Lightnovo全系列拉曼光譜儀及系統(tǒng)解決方案。

結(jié)語

Lightnovo RG系列便攜式研究級拉曼光譜儀的核心競爭力，在于以“高通量透射式衍射光學"路徑重新定義了便攜拉曼的性能邊界。它在光學效率這一核心指標上的突破，使緊湊化不再以犧牲信噪比為代價。

對于追求現(xiàn)場實時分析能力的用戶而言，RG系列在技術(shù)路線層面的差異化選擇意味著——當光學通量不再是瓶頸，便攜所釋放的是檢測能力的自由度，而非妥協(xié)的終點。

產(chǎn)品規(guī)格與價格信息請以北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司提供的數(shù)據(jù)為準。技術(shù)參數(shù)可能因定制配置不同而有所調(diào)整，具體請咨詢銷售代表。