针尖增强拉曼光谱（TERS）通过将扫描探针显微镜（SPM） 与拉曼光谱技术融合，利用金属针尖（通常镀银或金）的局域表面等离激元共振效应，将拉曼信号增强限制在针尖末端纳米级近场区域，实现10 nm以下空间分辨率，突破光学衍射极限159。其技术优势包括：

1、单分子灵敏度：针尖激发的强局域电场可检测单个分子振动信号，尤其适用于纳米尺度异质性样品（如二维材料边界、生物膜微区）。

2、无损原位检测：无需标记即可获取样品化学指纹信息，支持液相、气相及生物活体环境下的动态监测。

3、多模态联用：与AFM、STM无缝集成，同步获取形貌、电学特性与化学成分信息，为纳米科学提供多维数据。

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Teledyne Princeton Instruments光谱解决方案——全球顶尖实验室的TERS精度引擎

 激光器：波长可调CW激光光源，采用谐振腔配置，腔内SHG倍频OPO

   激发光波长连续可调，光谱范围： 500-750nm,1000-1500 nm, 1.7um - 3.4um

 可单独使用单级拉曼测量模式、相加模式和相减模式。

   单级光谱仪 焦长≥ 750mm， 相加模式焦长≥ 2100mm

 光谱分辨率：0.2cm-1 (三级相加模式)， 0.8cm-1 (三级相减模式)

 拉曼检测低波数： 5cm-1

 每级光谱仪内置固定安装三块光栅，覆盖400-1100nm

 Olympus 研究级正置显微镜：物镜 10x, 50x, 100x

 高速采谱速度：1700条/秒

 电动位移台XY行程：3x2 inch， XY 最小步进：50 nm

 拉曼、荧光成像mapping：荧光测试范围 300-1100 nm

 配备原子力显微镜，能与光谱仪联用做TERS实验

   样品台 30 30 mm，扫描范围 100100 µm （高压模式），1010 µm （低压模式）

   分辨率：高压模式 2 nm  (闭环)，0.2 nm (开环)

   工作模式：接触模式、横向力显微镜、非接 触模式、光谱模式

可适配各类TPI光谱仪以及探测器

TPI光谱解决方案在TERS中的核心作用

1. 高灵敏度光谱探测——BLAZE™科学级CCD探测器

• 近红外突破：专有“超深耗尽”CCD技术，在1000 nm波段量子效率＞70%，信噪比较InGaAs阵列提升6.6倍，彻底解决TERS常用785 nm/830 nm激发光源的信号衰减难题。

• 超快动力学捕获：双16 MHz读出端口支持215 kHz光谱速率，满足TERS针尖扫描的高速信号采集需求，适用于电化学界面反应、光催化瞬态过程研究。

• 深制冷低噪声：-120°C热电冷却暗电流低至5 e⁻/pix/小时，保障小时级长曝光下微弱拉曼信号的稳定提取。

2. 精准光谱解析——SpectraPro HRS高分辨光谱仪

• AccuDrive™光栅驱动系统：波长精度±0.02 nm（HRS-500型号），配合ResXtreme™算法提升60%分辨率与信噪比，精准分辨TERS中相邻分子振动峰（如碳材料D/G峰）。

• ISO系列零像散光学设计：消除空间畸变，确保纳米尺度TERS成像的化学映射真实性，避免信号失真。

• 双出口多探测器兼容：支持切换双探测器，实现TERS信号与宽场拉曼成像联用。

3. 集成化操作生态

• 一键式TERS耦合：集成LightField®软件支持SPM设备协同控制，通过Python/MATLAB脚本自动化针尖-激光-样品共定位校准，缩短90%系统调试时间。

• 5 cm⁻¹高分辨率+3650 cm⁻¹宽谱范围：覆盖生物大分子指纹区（800–1800 cm⁻¹）及材料低波数晶格振动模式，适用于从蛋白质折叠到半导体缺陷的多元场景。

Figure 2: (a) Approach curve with spectra acquired for varying

tip-sample separation with resonant excitation of a monolayer of the

dye Malachite Green deposited on a Au substrate. Due to the high

spatial confinement of the enhanced optical field at the tip apex,

the signal is seen to increase only with tip-sample separations

<25 nm. From the approach curve in (a) and the spectrum acquired

with the tip in shearforce feedback (b), the characteristic peaks

of Malachite Green are observed. The near-field contribution

to the TERS signal in (b) becomes apparent when compared with the

far-field background signal observed with the tip retracted.