拉曼效应即“光的非弹性散射”，由C.V.拉曼于1928年在实验中首次观测到，他因此于1930年获得诺贝尔物理学奖。然而直到近二十年，拉曼光谱才开始充分展现其作为几乎通用分析技术的潜力——不仅应用于材料与生命科学研究，还被用作制药、食品饮料、化工与农业等行业的过程控制工具。

近年来的多项技术进步帮助仪器制造商克服了拉曼光谱信号微弱的挑战，推动了小型、灵敏且易用的拉曼仪器的开发。这些进步包括：激光技术的改进——体积更小、功率更高且光谱性能更稳健的多波长激光器；CCD与InGaAs阵列探测器，支持无运动部件的仪器设计；体布拉格光栅元件带来的更窄陷波滤波器；以及拉曼信号产生与探测新方案的发展。

技术基础与应用形态

拉曼光谱的基本原理是以激光束照射样品，探测散射光中因激光与样品化学成分相互作用而产生的微小光谱频移。拉曼光谱仪器配置多样：有基于光纤探针的在线过程控制系统，有可在单分子水平对生物样品成像的超高分辨率拉曼显微镜，还有面向现场检测（如爆炸物探测或法医调查）的紧凑型手持设备。

以制药行业为例，拉曼工具贯穿整个生产链条：在生物医学实验室用于新药开发的高通量筛选、生产原料的质量检验、制粒、混合与干燥过程的监控，以及借助高分辨率化学成像对成品片剂与明胶胶囊实施无损检测。

波长选择

拉曼光谱常用的激光波长涵盖紫外、可见光至近红外波段。为特定应用选择最佳激发波长并非易事，优化实验须考量诸多系统变量，其中多项与波长选择相关。较短波长可获得明显更强的拉曼信号，且可搭配高性价比、快速、低噪声的CCD探测器（直至约800 nm），并支持更高的成像分辨率；但较短波长通常也会带来样品荧光产生的更高背景噪声。综合权衡后，许多应用的最佳波长位于780–790 nm附近。对于荧光较强的材料，则可能需要采用更长的近红外波长。可见光波段的应用亦日益增多，尤其适用于无机材料以及共振拉曼与表面增强拉曼光谱（SERS）。以共振拉曼效应为例，选择355 nm而非473 nm激发即可获得明显更强的拉曼信号，从而改善分辨率。此外，越来越多的场景表明采用更短的紫外波长更为有利：此波段拉曼信号更强，且有机会将拉曼信号从荧光背景中滤出。最后，为利用共振效应显著增强拉曼信号，某些情况下宜采用宽调谐窄线宽光源。

激光技术类型

Cobolt激光器提供覆盖范围广泛的紧凑型激光器产品线，与高分辨率拉曼光谱应用的需求相契合。稳定单频运转结合HTCure坚固的热机械结构，使所有二极管泵浦激光器（DPL）在较宽的工作温度范围内实现低于1 MHz的窄线宽、低于1 pm的极低光谱漂移，以及优于80 dB（通常更佳）的光谱纯度，从而支持高分辨率拉曼光谱测量，并可探测低至THz量级的低频拉曼信号。

窄线宽半导体二极管激光器可借助体布拉格光栅（VBG）技术实现，但需要精细的光栅元件对准与灵敏的温度控制，方能满足高分辨率拉曼光谱所需的稳定性能。Cobolt窄线宽二极管激光器（NLD）基于VBG稳频的二极管设计，用于覆盖DPL尚未涉及的波长。得益于将高精度对准与优异热机械稳定性相结合的专有HTCure制造工艺，激光波长可实现稳定锁定：在30 mW输出功率下线宽低于1 pm，并覆盖较宽的温度范围，因此适合拉曼光谱应用。

如需在450–730 nm范围内灵活获取多种单频可见光与近红外波长，并要求良好的光谱纯度（无ASE）与波长稳定性，C-WAVE可调谐激光器具备鲜明的技术特点；凭借波长灵活性，C-WAVE尤其适用于针尖增强拉曼光谱（TERS）等细分技术。

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