核心洞察：傳統便攜拉曼光譜儀通常只能從200?cm?1附近開始采集數據，而Lightnovo RG系列將起始波數下探至70?cm?1甚至更低25cm?1。低頻區域的聲子模、晶格振動與分子骨架信息，不再依賴笨重的實驗室系統。

引言：低頻拉曼的科研價值與技術難點

拉曼光譜的低波數區（通常指200?cm?1以下）承載著豐富的微觀結構信息：

• 晶格聲子模：二維材料（MoS?、WS?、石墨烯）的層間剪切模和呼吸模、鈣鈦礦材料的低頻振動

• 分子骨架形變：有機晶體、配位聚合物中的扭轉與彎曲振動

• 氫鍵網絡：水溶液中氫鍵的集體振動模式

• 藥物多晶型：不同晶型在低頻區的特征指紋

然而，絕大多數便攜式拉曼光譜儀的低波數測量能力嚴重受限，主要源于兩個技術瓶頸：

1. 瑞利濾除難題：截止頻率通常高于150?cm?1，低頻信號被陷波濾波器一同切除

2. 光學效率不足：微弱低頻拉曼信號容易淹沒于雜散光背景中

Lightnovo RG系列通過專用低頻擴展光學模塊與高通量透射光路，在緊湊機身內實現了從70?cm?1起始的寬光譜覆蓋。

1. 低波數擴展的實現路徑

1.1 專用Low-cutoff Filter（LF）

標準拉曼光譜儀采用單級或雙級陷波濾波器抑制瑞利散射，其典型截止頻率為150-200?cm?1。若要向更低波數延伸，必須降低濾波器的截止邊緣陡峭度——而這往往以犧牲近瑞利區的透射效率為代價。

Lightnovo的LF定制選項采用多腔介質膜陷波濾波器，在保證瑞利線抑制深度（OD > 6）的前提下，將可用光譜窗口推近至激光線附近70?cm?1處[0?L12-L13]。實際測量中，用戶可通過軟件控制切換普通濾波片與低頻擴展濾波片，實現兩種工作模式的靈活選擇。

1.2 透射光路對低頻信號的原生保護

在上一篇文章中已經論述過，RG系列透射式光路的光學總效率高達85%。這一優勢在低頻區尤為關鍵——拉曼頻移越靠近瑞利線，信號強度衰減越顯著。若采用Czerny-Turner反射式結構，多級反射引入的雜散光會進一步惡化低頻信噪比；透射光路則保留了近瑞利區的信號完整性。

實驗對比數據：在100?cm?1附近測量單層MoS?的聲子模，同價位反射式便攜拉曼儀通常需要2-3倍積分時間才能達到相近的信噪比。

2. 規格表解讀：各型號的低波數覆蓋能力

以下數據來自Lightnovo 2025年規格表，重點關注“Raman shift”欄的起始值：

值得特別關注的是RGs PRO 785型號，其低頻起始波數低至25?cm?1。這一指標在同類便攜產品中極為罕見，已接近實驗室級三光柵單色器的性能水平。

圖1為RGs PRO 785在25?cm?1附近采集的對乙酰氨基酚（撲熱息痛）低頻拉曼光譜，清晰分辨出晶格振動特征峰。

3. 典型應用案例

3.1 二維材料層數鑒定

以MoS?為例，其面內振動模式E2?g（約383?cm?1）和面外振動模式A?g（約405?cm?1）早已被常規拉曼用于層數判斷。然而，單層與雙層MoS?在低頻區的層間剪切模（shear mode，約20-30?cm?1） 差異更為顯著。RGs PRO 785的低頻能力可實現該模式的原位無損檢測，無需將樣品轉移至實驗室顯微系統。

3.2 藥物多晶型表征

許多藥物的多晶型差異在低頻區最為顯著。例如卡馬西平（Carbamazepine）的I、II、III晶型，在50-150?cm?1范圍內分別具有截然不同的特征峰組合。借助RG 785的低頻模塊，可實現在藥品生產線上的快速晶型判別，且無需樣品制備。

3.3 納米粒子表面聲子模

貴金屬納米粒子（Au、Ag）的聲子模頻率與粒子尺寸、形貌密切相關，通常出現在80-120?cm?1區間。傳統的便攜拉曼因起始波數過高而無法觀測，RG系列使現場環境下的納米材料快速表征成為可能。

4. 與其他便攜產品的對比分析

上表可見：同價位競品多無法覆蓋100?cm?1以下的低頻區域；若強行通過軟件外推，則會引入嚴重基線失真。Lightnovo RG系列的低頻能力是基于硬件濾波器與透射光路優化實現的，數據真實可用。

5. 操作注意事項

測量低頻拉曼信號時，需要關注以下幾點以避免人為假峰：

• 激光線穩定性：RG系列激光功率8小時內波動僅0.05%，保障低頻基線平直度[2?L8-L10]

• 樣品散射效率：低頻信號極弱，建議選用高功率選項（如Power或iXon探測器）

• 環境振動隔離：即便低頻峰在70?cm?1以上，強烈建議將光譜儀置于減振平臺上

• 基線校正算法：Miraspec軟件內置的非對稱最小二乘基線扣除可有效剝離低頻區的熒光背景

6. 與中國用戶的對接

北京泰坤工業設備有限公司作為Lightnovo在中國區的總代理，已引入全系列RGs低頻擴展型號（包括RGs PRO 785）。國內用戶可通過泰坤工業的技術團隊進行樣機演示與方案選型，尤其對于醫藥行業的多晶型篩選、新材料的聲子譜表征需求，可預約低頻模塊實測。

低頻拉曼光譜是連接分子結構與其宏觀物理化學性質的橋梁。Lightnovo RG系列將這一橋梁從實驗室延伸到了現場，使便攜式研究級拉曼光譜儀第一次具備了與臺式系統直接對話的低波數測量能力。

對于材料科學、制藥質控、納米技術領域的從業者而言，“價格更有、性能更強”不再是一句口號——RGs PRO 785的25?cm?1起始波數與透射光學架構共同構成了一套可移動的低頻拉曼解決方案。