西华师范大学学报
【导读】简述激光拉曼光谱技术及其在爆炸品检测、检测领域的应⽤，并对拉曼光谱技术在防爆安检⼯作中的发展做归纳和展望。 ⼀、拉曼光谱分析技术及其发展
1928年印度物理学家拉曼（Sir Chandrasekhara Venkata Raman，1888-1970）⾸次发现拉曼散射效应（即当光穿过透明介质被分⼦散射的光发⽣频率变化），并因此荣获1930 年诺贝尔物理学奖。拉曼效应发现以后，拉曼光谱分析曾是研究分⼦结构的主要⼿段；60年代激光光源的问世以及弱信号检测技术的发展给拉曼光谱分析技术带来了新的契机；70年代中期，激光拉曼探针的出现，给微区分析注⼊了活⼒；80年代以来，凹陷滤波器的出现替代了双联单⾊器甚⾄三联单⾊器，极⼤的提⾼了光源效率，降低⼊射光功率，提⾼了光谱仪的灵敏度。近年来，拉曼光谱技术⼰发展到共焦显微拉曼技术、表⾯增强拉曼技术、共振拉曼技术等，形成了拉曼光谱分析领域的技术体系。
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建⽴起来的分⼦结构表征技术，其信号来源于分⼦的振动和转动。不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过拉曼光谱作定性分析；根据物质光谱拉曼散射强弱的特点可以对物质作定量分析；对拉曼光谱谱带的分析，可进⾏物质官能团及分⼦结构分析。正因如此，激光拉曼光谱技术在物质鉴定、分⼦结构研究、化⼯过程、医学医药、⽣物化学、考古及宝⽯鉴定
、公安与法学样品分析、反恐技术、⾷品安全、地质及环境科学等各个领域都得到了⼴泛的应⽤，越来越受研究者的重视。特别是激光拉曼光谱分析技术⽆需样品制备过程、⽆损探测技术、适合⽔溶液分析、速度快稳定性⾼，已在反恐禁毒领域获得⼴泛应⽤；奥运会、世博会等都采⽤了激光拉曼光谱仪来现场判别爆炸物、等危险品。 ⼆、激光拉曼光谱分析仪
激光拉曼光谱分析仪⼀般由激光器、光学系统、计算机系统、软件系统、控制系统五个部分构成。
（1）激光器：⼀般采⽤⼤功率单⾊发光器作为激发光源，常规的激光波长为532nm、785nm、1064nm等（简智SST-3000便携式拉曼爆炸物/检测仪即采⽤785nm光源），功率从⼏⼗毫⽡到数百毫⽡不等。在⼀些⼤型拉曼光谱仪上，也有采⽤多个激光器。
（2）光学系统：主要包括聚光、集光、滤光、CCD等光学部件，收集激光⼊射样品的散射光，滤除瑞利散射，并将拉曼散射光送⼊CCD进⾏光电转换，变成数字信号后送⼊计算机。
（3）计算机系统：进⾏数据采集、软硬件接⼝的部件。
网上购物系统论文（4）软件系统：根据获得光谱进⾏预处理、光谱分析、样品识别的软件部分。
（5）控制系统：根据测量要求调节光学系统、激光器的部件。
三、拉曼光谱技术应⽤于检测
的泛滥，不仅危害⼈类的健康，⽽且破坏国家的社会安宁和经济发展，已成为严重的国际性公害。1991年2⽉，联合国⾸次禁毒特别会议指出，从社会和经济发展⾓度看，其危害⼤于艾滋病和沙漠化，“世界性已成为影响我们所有⼈并对国际和平与安全⽇益构成威胁的⼀⼤问题”。在我国，党和政府采取坚决果断的措施打击犯罪。然⽽，在国际毒潮的侵袭下，祸害常卷⼟重来。特别是易化学品的出现，⼤⼤缩短了的⽣产周期，产⽣了多种新型化学合成。公安部⽇前发布的最新数据显⽰，我国登记在册的⼈员已经达到390余万名，呈现缓慢上升的态势。和往年相⽐，新型上升态势较为突出。
⽬前，⽤于检测的主要技术有：X射线背散技术、离⼦迁移谱技术、激光拉曼光谱分析技术等。通常为粉末，结晶或⽚剂等，纯品不常见，易与⽇⽤品、⾷品混合，特别是近年来易化学品⼤量⽤于加⼯，⽽在缉毒⼯作中缺乏现场快速精确的检测技术，使得便携式拉曼光谱仪在这⼀领域得到越来越多的关注。
由于拉曼光谱具有⾼度特征性，采⽤激光拉曼光谱技术鉴定，其结果在许多国家可以作为法庭的有效证据，我国对现场检测技术也有较多的研究报道。⽐如采⽤激光显微拉曼光谱法对7种和5种⽩⾊粉末进⾏了分析，结果发现
现场检测技术也有较多的研究报道。⽐如采⽤激光显微拉曼光谱法对7种和5种⽩⾊粉末进⾏了分析，结果发现7种常见均有丰富的拉曼位移峰，可以与其他常见⽩⾊物质区分开来，表明拉曼光谱法适⽤于快速准确地识别。此外利⽤显微拉曼技术对安⾮他明硫酸盐、甲基安⾮他明盐酸盐、盐酸、盐酸、盐酸蒂巴因、盐酸那可汀、盐酸和盐酸8种常见做测试和分析，并对⼿指触摸过后所沾有的微量残留物进⾏分析，研究表明显微拉曼技术对检测分析⾛私以及其他痕量物质是⼀种极为有⼒的⼿段。
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四、拉曼光谱技术应⽤于爆炸品检测
近年来，由于国际形势的紧张，恐怖分⼦经常利⽤公共交通⼈流量⼤的特点，制造惨烈的爆炸，⽐如2010年的莫斯科地铁爆炸案，2011年的多莫杰多沃机场爆炸案，2016年⽐利时扎芬特姆国际机场爆炸案，同年的布鲁塞尔地铁站爆炸案。⾃1969年以来，飞机上的恐怖爆炸已经夺去了数千⼈的⽣命。近年出现的液体爆炸物，易于伪装携带，爆炸⼒巨⼤，若要炸穿机⾝，仅需半包⾹烟⼤⼩的就可以。1987年韩国客机爆炸案，1994年初策划的“波⾦卡计划”，都是使⽤了。2005年伦敦发⽣震惊世界的爆炸案，造成51⼈丧⽣，逾700⼈受伤，这次袭击伦敦运输系统的，采⽤的就是⼀种与以往不同的以过氧化物为基础的爆炸物，即（TATP）。现在，各国航空都明令限制携带液体物品登机。在我国，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确将爆炸物、等违禁品与核⽣化恐怖源的远程探测技术与装备列⼊公共安
全领域的优先主题。
麦克风门爆炸物从化学性质上看，可分为⽆机爆炸物和有机爆炸物，常见的⽆机爆炸物包括含硝酸盐、氯酸盐、过氯酸盐等化合物，⾦属⼄炔化物，⽆机过氧化物和四唑类爆炸物等。有机爆炸物按官能团不同分为芳⾹族硝基化合物、脂肪族硝基化合物、硝酸酯、硝胺和有机过氧化物等。虽然⼤部分都在上述分类以内，也有部分利⽤氧化剂和还原剂混合⽽成，主成分不在此列。就探测⽽⾔，主要采⽤的技术有双能X射线检测技术、热导系数检测技术、介电常数检测技术、激光拉曼光谱检测技术等。由于拉曼光谱检测速度快、结果精确，最近两年得到⼴泛应⽤。在国外，美国运输安全管理局测试了⼀种能检测液体爆炸物等危险物质的新⼯具，以增强全国机场的安检配备⼒量。这种新⼯具即为“⾸席卫⼠”，由美国马萨诸塞州AHURA公司研制，是⼀种采⽤激光拉曼光谱技术的⼿持式化学品鉴定装置。在我国，试验采⽤激光显微拉曼光谱法对17种常见粉末进⾏分析，结果发现这17种常见均有丰富的拉曼位移峰，可以通过特征拉曼光谱快速准确地识别。此外采⽤线性拉曼光谱解谱算法⽤于液态违禁品快速检查仪中，可实现现场快速准确的判别违禁物品。
五、拉曼光谱分析技术在防爆安检领域的展望
由于拉曼散射截⾯⼩，使得拉曼光谱仪在⾮均相固体检测中的应⽤受到⼀定的限制，因⽽表⾯增强拉曼光谱技术最近得到了⼤量实⽤性的研究。表⾯增强拉曼散射（SERS）效应是指在⼀些特殊制备的
鸟类的语言⾦属良导体表⾯或溶胶中，吸附分⼦的拉曼散射信号⽐普通拉曼散射信号⼤⼤增强的现象。表⾯增强拉曼克服了拉曼光谱灵敏度低的缺点，可以获得常规拉曼光谱所不易得到的结构信息。据报道，美国利⽤增强拉曼光谱技术，将上万根银纳⽶线制成薄层作为探测器，研制出⼀种可检测痕量危险化学制品的新型探测装置。我国也有⽤表⾯增强拉曼光谱对接触后微量残留进⾏检测的研究报道。
拉曼光谱与其它光谱联⽤技术也得到⼴泛研究。红外光谱（IR）与拉曼光谱互为补充，在化学分析中是相辅相成的两种分析⽅法；红外光谱与拉曼光谱的联⽤给、爆炸品等违禁品检测提供了更加精确的结果。⽓相⾊谱（GC）作为⼀种有效的分离⼿段应⽤⾯极⼴，将表⾯增强拉曼技术作为⽓相⾊谱的⼀种控制器也已有应⽤，此⽅法分析了吡啶类化合物，达到满意的结果。利⽤离⼦迁移谱技术（IMS）的⾼灵敏度与拉曼光谱的⾼精确度相结合进⾏违禁品的探测在国内研究也获得相应成果。
在⼀定距离外进⾏爆炸品的探测预警，⼀直是防爆领域的技术难题。在欧洲的研究机构最近报道了⼀种远程拉曼光谱技术，即在远处定向发射激光束到可疑物品上，通过特殊的收集装置获得拉曼散射光加以分析来判断其是否为爆炸物，这⼀技术可保护现场⼈员安全。
、爆炸品等违禁物品的危害⽇益严重，传统的⼀些检查⼿段已经⽆能为⼒，⽽拉曼光谱分析⽅法⽅兴未艾，是⼀种发展前景良好的检测⼿段。国际上已有许多成功应⽤的范例，国内相关领域的技术发展和仪器应⽤也逐步获得⼈们的关注。我们相信，在不久的将来，拉曼光谱分析技术就会在防爆、安检领域⼤放异彩。
