手持式拉曼光谱仪用于考古的方案书

拉曼光谱仪用于考古方案

一、SciAps拉曼适用于考古检测的产品系列简介

✓现场检测:手提式拉曼光谱仪-Inspector 300（785nm）/Inspector 500（1030nm）

1）一机两用，一用现场快速鉴别，二用搭建简易显微拉曼快速分析

2）独特的1030nm长波长，使得仪器同时具备便携性和良好的抗荧光效果

✓实验室分析：小型台式拉曼光谱仪-Advantage系列（532nm、633nm、785nm、1064nm）1）目前拉曼市场性价比最高产品

2）支持光纤、显微镜，支持精密分析

✓遗址现场检测：手持式遥感拉曼光谱仪-Observer

1）能实现远距离测试（0.3m-3m）

2）是目前最便携的遥感拉曼光谱仪

Advantage系列Inspector手提拉曼Observer遥感拉曼光谱仪二、拉曼在考古领域的应用

1）珠宝玉石的鉴定

快速准备分辨玉石的类型，如：翡翠、石英、水沫子、钠长石、玻璃等的快速鉴别。【现场实测】

古玉石的分析，利用拉曼光谱技术对古物表层腐蚀程度和腐蚀产物的研究, 可以了解古物的年代、经历的环境等信息。如：杨群, 王怡林等对云南省永仁县

菜园子出土的新石器时期白石斧的表面和截面进行了测试研究, 结合矿物拉

曼谱确定了石斧白色成分是细晶粒的石英, 黑色成分是细晶粒的石英和CaB2

( SiO4) 2。通过对白石斧截面拉曼谱的分析, 得出了石斧拉曼主峰( 462cm- 1)的

强度随深度变化情况的散点图, 实验结果发现, 石斧表面的腐蚀层厚约为

400um。石斧截面拉曼谱给出了与石斧埋葬年代和周围环境有关的信息。【文

献引用】

PS：我们在玉石这一领域的检测，目前遇到的客户主要是用于玉石的快速识别领

域，有在一些文物鉴定站及一些私人收藏的藏家处，实际测试过这个玉石样品，

翡翠、石英、水沫子等常见的玉石均能得到很好的分辨效果。

2）颜填料的快速鉴定

壁画颜料的快速鉴定，如：常用颜料如：朱砂、铁红、赤铁矿、黑烟末、氧化锰、方解石，石英和金红石及现代偶氮染料均能很好的快速识别。【此项我有

测试过原料物质，尚未有机会到壁画现场进行测试过】

封蜡的快速鉴定，SciAps美国的工程师有测试过一副印度迦太基的蜡封像，对测试的拉曼谱图进行分析，得出封蜡是蜂蜡，与历史不符，判定为仿品。

3）用于文物及文物宝物材料光老化作用的快速评价

古代纺织品常用材料也就是脆弱纸张、纺织文物加固材料蚕丝，对紫外光十分敏感。

便携式拉曼光谱仪能清晰搭别出书画印章印泥材料朱砂印泥经紫外光辐照老化后，表j(!Il颜色虽无明显差别，但拉曼信号降低，说明样晶已部分发生分解。

传统国画颜料对光、热敏感占较高，利用拉曼光谱能灵敏检测光老化前后颜料分子结构变化。【摘自相关文献，未实际测试过】

4）青铜器腐蚀物的分析

青铜器的主要腐蚀产物有Cu2O和CuCO3·Cu( OH) 2，在中科大科技考古实验室我们有测试过孔雀石样品，能得到较好的拉曼谱图。【实际测试过】

孔雀石拉曼光谱图

5）对陶瓷釉质的分析

显微拉曼光谱已被用于鉴定来自意大利南部的红描陶器，确认了红色着色剂的主要成份，并根据颜料混合比例的不同来确定制陶中心位置。【此应用来自文献，实操未测试过】

6）字画真伪鉴定

使用拉曼光谱仪对真假字画进行测试，对比谱图可发现存在明显的差异。

三、如何选择合适的拉曼光谱仪

1）选择合适的激光波长

波长与拉曼信号的规律，拉曼信号强度与激发光波长的4次方成反比，波长越长，得到的拉曼信号越弱，抗荧光的效果越好，反之反然。所以，如何选择合

适的波长平衡信号强度与荧光效果的关系，直接决定了最终的测试效果。

波长选择原则：荧光信号强的样品选用长波长，拉曼信号弱的样品选择短波长。

个人测试经验，珠宝玉石样品、颜料等选用785nm波长能得到加好的测试结果，青铜器腐蚀物选用1030nm波长能得到较好测试谱图，陶瓷等样品选择532nm

波长较合适。

2）选择合适的型号

需要到现场进行快速分析的选择集便携与优异性能的手提式的拉曼光谱仪。

实验室快速分析选用性价比最高的小型台式拉曼光谱仪较为合适。

遗址需要远距离进行测试的选用遥感拉曼进行测试较为合适。

四、拉曼技术的特点

无损、快速的检测方法----不破坏样品，操作简单

采样简易---无需预处理，能够透过玻璃，塑封袋、透明、半透明的容器直接检测 能测试含水样品---水的没有拉曼活性，含水对拉曼的结果检测无影响

超高选择性---基于分子键振动散射的拉曼光谱是分子指纹图谱

高灵敏度---共振/SERS等技术极大降低了拉曼对分析样品的检测限

小巧便携---SciAps一直致力研究的方向，并提出周到的解决方案

五、综述

SciAps系列拉曼光谱仪能为您提供全面的拉曼光谱服务，产品覆盖最小的掌上拉曼到研究级别的显微拉曼。独特的一机两用，特有的1030nm长波长集便携性与高抗荧光效果于一身，超高性价比的小型台式机，以及全球最便携的遥感拉曼，从多方位多层面为您提供最全面的解决方案。