Il tallone d'Achille della tecnologia Raman convenzionale è l'interferenza della fluorescenza, un’emissione che nasconde informazioni utili alla caratterizzazione chimica dei materiali. Si tratta di un fenomeno in competizione con lo scattering Raman che può sovrapporsi o "ingolfare" i segnali rendendo di fatto impossibile l'identificazione e la quantificazione dei materiali. Con la nuova tecnologia Timegated^® ora è possibile ottenere una reale soppressione della fluorescenza e ridefinire le modalità di sfruttamento della spettroscopia Raman in ogni ambito scientifico.

Vari metodi matematici di soppressone della fluorescenza sono stati messi in atto nel tempo come ad esempio: cambiare l'eccitazione a lunghezze d'onda più lunghe dal visibile verso il NIR; utilizzare la tecnica SERDS (shifted excitation Raman difference spectroscopy) oppure tecniche di aumento del segnale Raman tramite nanoparticelle metalliche (SERS) o tramite miglioramento della risonanza (RRS) ma nessuno di questi si è dimostrato risolutivo.

Il metodo “time-gated” è l’unico in grado di offrire benefici nella reale soppressione degli effetti di fluorescenza/fotoluminescenza.

Principio di soppressione del fondo termico e della luce ambientale
Durante le misure risolte nel tempo, il rivelatore è attivo solo per periodi di tempo estremamente brevi e ripetuti. Un laser pulsato utilizzato nel Raman timegated ha un'energia d'impulso istantanea molto alta e le intensità istantanee dei "burst" di diffusione Raman sono elevate rispetto alla diffusione Raman convenzionale in onda continua. Queste caratteristiche portano alla raccolta di scattering Raman ad alta intensità in periodi di tempo molto brevi e ripetuti, cioè il rapporto di scattering Raman raccolto rispetto all'emissione di fondo è alto. Per questo motivo, il Raman timegated è molto meno sensibile alle interferenze di fondo continue come la luce ambientale o l'emissione termica.

Il principio
L'innovazione brevettata di Timegate Instruments Oy è una soluzione di gating elettrico accessibile che utilizza laser pulsati a picosecondi e nuovi rivelatori CMOS-SPAD (Single Photon Avalanche Diode). La sorgente di eccitazione laser a picosecondi e un rilevatore di array a conteggio di fotoni singoli, regolati nel tempo, creano un tipo di spettrometro totalmente nuovo che è in grado di acquisire spettri Raman con una reale soppressione della fluorescenza. Il sistema respinge l'interferenza della fluorescenza che ha un ritardo temporale medio più lungo mentre cattura il segnale istantaneo di diffusione Raman. Permette inoltre l'acquisizione di spettri di fluorescenza risolti nel tempo campionando sequenzialmente gli impulsi di emissione in diverse posizioni temporali. Questo approccio apre simultaneamente due finestre per la caratterizzazione dei materiali e fornisce nuove preziose informazioni in diversi campi di applicazione.