●拉曼和光致發(fā)光可以共享相同的硬件，顯微拉曼光譜儀將兩種儀器的功能融為一體

●共聚焦顯微鏡使得拉曼和光致發(fā)光成像具有亞微米級別的空間分辨率

二維過渡金屬二硫化物是一類具有獨特光電特性的新興材料，如二硫化鎢（WS2）。相關的拉曼和光致發(fā)光成像可以提供更加詳細的樣品信息，并且無需樣品制備。在二維材料中，可以使用相同的激光器在一個光譜中同時獲得拉曼和光致發(fā)光信息。拉曼峰出現在光譜中低波數的區(qū)域，而光致發(fā)光峰出現在波數較高的區(qū)域，且遠離拉曼峰，與拉曼峰沒有重疊，如圖1所示。

圖1：同時獲得的二硫化鎢（WS2）晶體的拉曼和光致發(fā)光光譜。插圖為晶體的假彩色光致發(fā)光強度成像。

拉曼光譜可以用于層數的測定和應變的評估。光致發(fā)光成像進一步提供了有關層數的輔助數據，以及有關應變、摻雜和缺陷的信息。

在法醫(yī)實驗室中，經常需要對各種樣品進行調查，但在某些情況下，這些樣品會出現強烈的光致發(fā)光響應，導致無法進行拉曼分析。但這并不意味著顯微拉曼光譜儀就無法進行后續(xù)分析，因為樣品可能會產生不同的光致發(fā)光發(fā)射。例如，在偽造案件中，由于樣品含有熒光基團，所以很可能會表現出較高的光致發(fā)光響應。圖2a是一個文件分析案例，可以看出數字8有一些可疑，那么這個數字是否被篡改過呢？

圖2：（a）墨水偽造樣品的白光成像；（b）假彩色光致發(fā)光成像顯示樣品中存在2種墨水；（c）從成像的紅色和綠色區(qū)域提取的光致發(fā)光光譜

不管從肉眼看，還是在顯微鏡下看，數字8都不像是偽造的，并且用的是同一瓶墨水。然而，圖2b所示的光致發(fā)光成像卻根據不同的峰值波長精準地鑒別出兩種不同的墨水來源。圖2c是從成像中的紅色和綠色區(qū)域提取的光致發(fā)光光譜，從圖中可以看出，偽造的墨水與原墨水之間光致發(fā)光峰位置的區(qū)別，將3變成了8。

拉曼和光致發(fā)光可以共同用于研究寶石等地質樣品。兩者可以結合使用，以確定存在的礦物以及其中的摻雜物或雜質。例如剛玉，也稱為氧化鋁（Al₂O₃）。雖然純的剛玉是無色的，但在其中通常含有過渡金屬雜質。這些雜質使剛玉巖石成為非常珍貴的寶石—紅寶石和藍寶石。

拉曼和光致發(fā)光既可以是“朋友”也可以是“敵人”，通過為系統配置一系列激發(fā)激光器，就能同時實現這兩種技術，解決這一難題。無論是同步使用拉曼和光致發(fā)光，還是依次使用拉曼和光致發(fā)光，都能為廣泛的應用領域提供更多可靠的樣品信息。