空间偏移拉曼光谱（SORS）有望广泛用于爆炸物检测
分析测试百科网讯 国防和安全应用通常需要确实的以及非破坏性的检测或识别样品，使检测者作出有效的决定并保存潜在的证据。在过去的30年中，拉曼光谱已经不断证明振动光谱作为一种分析技术在不干扰样品的完整性的情况下在国防研究与应用中的效果。2005年，Matousek和同事描述了通过将收集的光转移到远离入射激发光的方式从反式二苯乙烯粉下层通过人造的聚（甲基丙烯酸甲酯）屏障去探测拉曼贡献率的能力。这一初步实验展开了进入广泛的科学学科的创新性研究。包括生产质量保证，药物分析，医学应用（例如，癌症检测），司法科学，以及通过化学物质、炸药和毒品的屏障探测的更多的安全和防御目的。
空间偏移拉曼光谱（SORS）是基于这样一个事实：入射激光，与表面的相互作用，通过材料表面下层的弹性散射和扩散。由于这种弹性扩散是随机的，从容器内或表面下产生的拉曼光子有可能在发射前和散射后向横向迁移。传统的拉曼仪器操作在落射照明装置中，在该装置中收集的光在180°几何向后散射后与激发光对齐。当在透明容器或露天场景中使用拉曼检测材料时这种设置是足够的。然而，涉及到不透明容器或下层干扰的检测方案，空间偏移有利于采集光谱。这种配置使我们能够采集在到达探测器之前与隐蔽材料具有更大的相互作用的深度穿透的拉曼光子。此外，我们已经表明，强散射塑料可以掩盖未知材料的光谱特征，但是通过偏移采集的光谱，容器的拉曼信号光谱强度降低。使用SORS配置有双重优势，增加了隐藏干扰的化学特征同时潜在地降低了遮蔽屏障的信号（见图1）。
图1.（A）通过空间偏移拉曼光谱（SORS）在激发光和采集路径之间建立双光纤探针来检测包裹在2.5mm厚的聚四氟乙烯（PTFE）带中的热扑息痛片来展示视觉偏移。光线通过两个探针显示出来以突出偏移距离。（B）SORS反应展示了包裹在聚四氟乙烯带中扑热息痛在不同的偏移距离信号的出现。
SORS的概念允许研究人员开发检测和筛选工具来识别隐藏在不透明瓶中的干扰材料，这在十年前是很难确定的。Matousek报道过防晒乳液瓶中过氧化氢的检测，展示了将危险物质隐藏在错误容器中的场景。不久后Zachhuber和他的同事展示了有支架的SORS采用倍频掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器从12m远的距离透过低密度聚乙烯瓶产生隐蔽炸药和液体材料的拉曼光谱。Hopkins和他的同事用短波红外在1064nm处激发检测彩色玻璃瓶和塑料瓶中的尿素，进一步证实了SORS的功效。在1064nm处激发同样也减少了容器的背景荧光。在美国陆军埃奇伍德化学生物学中心的研究人员正在探索新的SORS探头设计，以及进一步通过障碍应用的成像能力。Cobalt光系统通过开发一套基于SORS的仪器已经取得了商业上的成功。他们的一些产品目前被用在英国和欧洲一些机场的瓶子扫描中。
随着国际研究机构继续推动SORS的进步，其通过容器和障碍辨别危险物质的能力使其可以成为防御目的的强大手段。这种新技术在需要大量人员检查的机场安检和检查点已经被证明十分有用，并显示出了潜在的民事和国防相关的应用。
