北理工科技成果转化项目结题验收 能够快速检测爆炸物

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1月23日，北京理工大学材料学院刘吉平教授主持的中央在京高校重大成果转化项目“高灵敏度手持式拉曼光谱探测仪制造”顺利通过结题验收。刘吉平代表项目组从项目立项背景、项目实施、科研创新、转化应用等情况向与会专家进行详细汇报，并现场展示了手持拉曼光谱探测仪，项目成果得到与会专家的高度认可。

第五代拉曼光谱探测仪样机及其应用

手持式拉曼光谱仪就是用来测量拉曼光谱的仪器。通常情况下，拉曼光谱仪由以下几个部分组成：

激发光源

现有的手持式拉曼光谱仪，基本都采用激光作为激发光源，激光波长的选择从紫外、可见到近红外均有，常见的有532nm、785nm。激光波长的选择会最终影响拉曼光谱仪的灵敏度以及空间分辨率。

光学系统

根据手持式拉曼光谱仪的设计，该部分可以是一个成熟的拉曼探头，也可以是自己搭建的由滤光片、二向色镜等光学元件组成的光学系统。光学元件的选择以及光路设计都将影响到手持式拉曼光谱仪的灵敏度。

分光仪

根据分光形式的不同，手持式拉曼光谱仪可以分为以下三种类型：

1、滤光片型拉曼光谱仪，这种类型的拉曼光谱仪只有很狭窄的光谱段进入探测器，这就意味着绝大部分拉曼散射光会被浪费掉。

2、分光仪型拉曼光谱仪，通过衍射光栅分光，将衍射光聚焦在光谱仪的输出面上，许多集成式的拉曼光谱仪会直接使用成熟的小型光谱仪来起到分光的作用。

3、迈克尔逊干涉仪型拉曼光谱仪。来自试样的拉曼散射光通过干涉仪进入探测器，获得干涉图谱，随后进行傅里叶变换得到拉曼光谱。

探测器

手持式拉曼光谱仪一般选用CCD作为探测器，CCD探测器是一种硅基多通道阵列探测器，可以探测紫外、可见和近红外光。因为它是高感光度半导体器件，适合分析微弱的拉曼信号，再加之CCD探测器允许进行多通道操作，可以在一次采集中探测到整段光谱，所以很适合用来检测拉曼信号。

计算机处理系统

除了仪器控制与数据采集外，丰富的样品数据库与精确的分析算法是目前拉曼光谱仪配套软件关注的重点。

目前手持式拉曼光谱仪有专门用于科研的大型仪器，也有用于快速检测的手持仪器，随着拉曼散射表面增强技术的成功开发和应用，拉曼光谱仪将向便携、手持的方向不断发展。

该项目于2014年获得北京市教委中央在京高校重大科研成果转化项目的支持。刘吉平率领团队经过近4年技术攻关，研发了一系列具有自主知识产权的软硬件技术与装备。研制的探测仪整机具有重量轻、便携性好等优点，能够快速完成爆炸物、胶体物质、毒品、有毒气体和粉末的探测，可广泛用于地铁、机场、国家机关等重要场所和重大活动的安检。

通过与北京华泰诺安探测技术有限公司合作，推进产业化进程，已经建立了一套年产2000台的生产装配线，应用前景广阔。先后向公安、海关一线提供拉曼光谱探测仪1600余台，从2016年8月至今，该项目成果已在北京地铁4号线安检中得到应用，并完成了十九大、“一带一路”峰会、厦门金砖国家会议等重大活动的安保任务，产生了较大的社会效益和经济效益。