其光學布局和工作原理如下圖所示：

拉曼光譜提供了一種微尺度下對化學成分的無損、無標記定量研究手段。現有的拉曼光譜儀微型化策略主要存在以下問題：光譜分辨率及光譜范圍不足、高水平傳感器暗噪聲導致的信噪比(SNR)受限、傳感器像素間的量子效率(QE)變化較大、共焦性或深度分層差、激光波長和激光器光功率不穩定、激光光學反饋靈敏度高以及功耗高。

近日，丹麥技術大學的科研團隊提出了一種厘米級微型拉曼光譜儀，采用了經濟型非穩定激光二極管、密集光學元件和非制冷小型傳感器。其性能可與昂貴、體積龐大的科研級拉曼系統相媲美。該微型拉曼光譜儀具有出色的靈敏度、低功耗、完美的波數以及強度校準，并在400 ~ 4000 cm?1范圍內利用內置參考基準實現了7 cm?1的分辨率。該微型拉曼光譜儀的高性能和通用性在應用實例中得到了證明，應用實例包括飲品中甲醇的定量測定、人體皮膚的活體拉曼測量、發酵監測、亞微米分辨率的化學拉曼映射、抗癌藥物甲氨蝶呤(MTX)的定量表面增強拉曼光譜(SERS)映射以及體外細菌鑒定等。可以預見，這種微型化策略有望使超緊湊型拉曼光譜儀集成到智能手機和醫療設備中，從而推動拉曼技術的普及。

下圖為微型拉曼系統的靈敏度和量化性能演示：

審核編輯 黃宇