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从1981年到2021年，中国光散射学术会议已经走过了40个年头。 几十年的时间见证了我国拉曼光谱技术和应用的发展历程，为拉曼光谱研究和应用奠定了坚实的基础。 这期间，有几代科研工作者的汗水，有国内外各大仪器厂商的努力，有各界用户的实践和经验总结。 在大家的共同努力下，一篇篇高质量的论文在国际顶级期刊上发表，一项科技成果转化； 科研团队由小变大，科研成果汇聚成塔，实际应用逐渐普及，为各行各业带来解决方案。 思考问题的新方法和新方法。

只有回顾历史，才能更好地展望未来。 仪器信息网特别为“拉曼大师讲”策划了系列征文活动。 本期我们邀请到欧普泰克（厦门）光电有限公司（简称：欧普泰克）总经理刘鸿飞博士，与大家分享国内拉曼光谱仪发展的心路历程。

刘鸿飞，1979年出生于湖南衡阳，博士后，高级工程师，2007年毕业于中国科学院上海技术物理研究所，获博士学位，厦门大学博士后，获国家“创新人才推进计划”科技部，长期从事拉曼光谱仪的研制和应用工作，主持或参与研制了多项国家重大专项，深入参与了中国国家标准《拉曼光谱仪通用技术条件》、中国国家标准《基于拉曼光谱的危险化学品检测仪》，福建省地方 参与《便携式拉曼光谱仪》等标准的制定，发表论文20余篇，申请知识产权100余项。

仪器信息网：回顾过去几十年拉曼光谱的发展历程，您有哪些体会？ 初入这个行业有哪些难忘的回忆？

刘鸿飞博士：虽然我一直在做光谱仪器，但是真正了解拉曼是2009年的时候，那时候拉曼在中国基本上还没有起步。 光是一些名牌大学的实验室，就买了一些大型科研拉曼，动辄几百万台，吓人。 特别新闻：赛默飞斥巨资收购Ahura（美国一家专业生产手持拉曼光谱仪的公司），进军拉曼光谱领域。 根据Spectrum人的直觉，大公司看重的技术一定是有前途的技术。 就这样，我逐渐了解了拉曼，并在网上查了查。 美国很多公司已经在做：Ahura、Bwtek、DeltaNu、Enwave等已经是家喻户晓的； 而国内好像只有一个：Optus，好像是代理的，因为它的仪器图片和国外品牌的一模一样（后面才知道Optus自己是不做仪器的，但做强化试剂，整台仪器都是从国外买的，这是后话）。

后来一次偶然的机会，得到了一台美国Enwave公司生产的便携式拉曼光谱仪，如获至宝。 虽然之前学习了很多理论知识，对Raman的工作原理也有了比较全面的了解，但是拿到Enwave真机之后，收获还是很多的。 我第一次测量拉曼信号。 看看神奇的拉曼效应。 同时，我也深深地感到，其实并没有那么难，中国人也可以做到。 后来恰好有几个志同道合的兄弟一起合作开发了便携式拉曼光谱仪。 这看起来很容易，但实际上并不是那么容易。 由于大家都没有经验，走了很多弯路，光学设计、结构设计、电路设计、软件设计、画图纸、加工、买材料等等，一系列的事情花了一年多的时间才完成. 准备工作差不多完成了。 记得我们几个同事在一个全封闭的小暗室调试了将近一个月，都没有得到拉曼信号。 即使是最简单的酒精拉曼信号也检测不到。 查了一遍又一遍，感觉没问题，拉曼信号却出不来，快绝望了。 最后，整个项目被“重置”并重新评估。 整个方案从头开始，重新分析、重新筛选，从激光输出、激光整形、激光聚焦，到受光光路、拉曼信号处理、光谱仪光路、电路、信号处理电路、接口等. 一点一点筛选。 日以继夜，不吃不喝，晚上不睡觉，又过了一个月，终于找到了症结所在：激光的同步没做好，拉曼信号被扣为暗电流！ 为了这个小问题，整个团队奋斗了两个月。 今天我估计2分钟就能找到问题，但是那个时候大家都没有经验，整个团队奋斗了2个月。 修改问题后，信号很快就出来了。 获得的第一个信号是钒酸钇晶体的拉曼信号。 看到自己做的仪器，拉曼信号终于采集到了。 我们的几位同事关系密切。 拥抱，眼泪流下来，哭着笑着，好几分钟，不肯放手，这一刻太幸福，也太难了。 或许，这就是万事开头难的原因吧！

在此基础上，我们再接再厉，在灵敏度、噪音、稳定性、易用性等方面做了很多改进，成功实现了20个小批量的首次量产，这也可能是国内首次量产。 便携式拉曼光谱仪。

后来又陆续研制成功了手持式拉曼光谱仪。

2017年前后，我们成功研发出第四代手持式拉曼光谱仪ATR6500，对整个光路、电流、软件的设计进行了全面优化。 采用全自由空间光路，信号灵敏度提升4倍以上。 速度也大大加快（1-3秒），速度快，体积小，重量轻，操控性非常好，全面超越进口手持式拉曼光谱仪。 2018年亮相美国PITTCON展会，国外仪器公司技术总监称赞这是一款跨时代产品！ 2018年，奥地利普天成推出ATR6600 1064nm手持拉曼光谱仪，一鸣惊人，各方面性能都非常出色。

图1 ATR6500手持式拉曼光谱仪亮相美国PITTCON展，引起轰动

短短10年国产光纤光谱仪，中国国产拉曼光谱仪从无到有，从赶超到全面超越，从模仿到全面自主创新，从跟不上步伐到创新引领世界，我经历了整个过程。 我深深地感到，只要我们能够静下心来认真学习，中国完全可以生产出世界领先的仪器产品。

图2 ATR6600 1064nm手持式拉曼光谱仪亮相Photonics West

仪器信息网：谁是你的导师？ 你还珍藏老照片吗？

刘鸿飞博士：厦门大学田中群院士对拉曼产业有着非常深刻的见解。 他率先呼吁我国重视拉曼光谱仪，并于2011年成功获得重大科学仪器项目“等离子体拉曼”。“光谱仪研究与应用开发”项目的设立引起了国家的重视，我是很荣幸加入这个团队。 田院士高度重视拉曼光谱仪的研制工作，对项目组提出要求要“正”，既要有高端的科研仪器，又要脚踏实地，做到解决人们日常生活中的实际问题。

事实也证明了田院士的先见之明。 近年来，拉曼光谱仪发展极为迅速。 在公安禁毒、安检、打塑、食品安全、环保、药品安全、生物医药等各个领域得到全面开花和充分应用。 在人们的生活中扮演着越来越重要甚至不可或缺的角色。

仪器信息网：您使用的第一台拉曼光谱仪是什么型号？ 你还记得它的身影吗？

刘鸿飞博士：我使用的第一台拉曼光谱仪是美国Enwave公司生产的便携式拉曼光谱仪。 它是一种带有光纤探头的便携式拉曼光谱仪，与笔记本电脑集成在一起，安装了Windows XP操作系统。 可以只进行光谱采集，使用起来比较方便。 这也是目前市场上大多数便携式拉曼光谱仪的原型。 遗憾的是，Enwave在2014年被TSI收购后，并没有继续在拉曼光谱仪上进行研发，也很少推出新产品。 现在市面上已经很少见了，很可惜。

事实也证明了田院士的先见之明。 近年来，拉曼光谱仪发展极为迅速。 在公安禁毒、安检、打塑、食品安全、环保、药品安全、生物医药等各个领域得到全面开花和充分应用。 在人们的生活中扮演着越来越重要甚至不可或缺的角色。

仪器信息网：您使用的第一台拉曼光谱仪是什么型号？ 你还记得它的身影吗？

刘鸿飞博士：我使用的第一台拉曼光谱仪是美国Enwave公司生产的便携式拉曼光谱仪。 它是一种带有光纤探头的便携式拉曼光谱仪，与笔记本电脑集成在一起，安装了Windows XP操作系统。 可以只进行光谱采集，使用起来比较方便。 这也是目前市场上大多数便携式拉曼光谱仪的原型。 遗憾的是，Enwave在2014年被TSI收购后，并没有继续在拉曼光谱仪上进行研发，也很少推出新产品。 现在市面上已经很少见了，很可惜。

图3 美国Enwave公司生产的便携式拉曼光谱仪

仪器信息网：您对拉曼光谱市场有何评价？ 哪些因素阻碍了拉曼光谱技术和应用的快速发展？

刘鸿飞博士：近10年来，拉曼光谱在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，其市场规模也在迅速扩大。 目前在国外主要应用于制药领域，在国内应用更为广泛。 公安禁毒、安检、食品安全、医药等领域均得到了终端用户的认可。 可以预计，未来10年，拉曼光谱市场规模将进一步快速增长。

目前，制约拉曼光谱快速发展的主要原因是应用研究发展不足。 作为一门新兴的技术学科，任何应用的成熟都会带来巨大的市场潜力。 从目前来看，拉曼光谱已经显示出被用于生物医学的迹象。 例如，无创血糖监测。 应用研究取得了长足的进步。 假以时日，拉曼光谱无创血糖监测技术的成熟将给血糖检测市场带来翻天覆地的变化。 血糖检测将不再需要扎手指抽血，大大减轻了血糖患者的痛苦，提高了他们的生活质量。 同时，还能实时监测血糖变化，为人们提供更全面、更准确的信息。

图4 三星宣称已成功研发拉曼光谱无创血糖监测技术，将应用于GalaxyWatch4

仪器信息网：您对拉曼光谱的未来有哪些享受或期待？ 哪些热点区域值得关注？

刘鸿飞博士：过去10年，拉曼光谱取得了长足的发展。 据专家统计，过去10年，中国拉曼市场总量扩大了10倍。 发挥着不可或缺的作用。 特别是小型拉曼光谱仪（包括手持式拉曼光谱仪和便携式拉曼光谱仪）由于技术的发展和应用开发的突破，已经实现了量产和销售。 随着应用方向的进一步发展，拉曼光谱仪的市场将越来越大，尤其是在医药原辅料的鉴定、工业在线拉曼技术（PAT）等工业生产领域，将具有巨大的市场空间。市场潜力。

仪器信息网：您对拉曼光谱仪器和技术的发展有什么建议？

刘鸿飞博士：目前，国内拉曼光谱市场的高速增长已经引起了众多企业的关注。 从事拉曼光谱研究的公司越来越多。 许多公司愿意不断投资于产品和技术升级。 他们在各自的领域，尤其是手持式拉曼光谱仪国产光纤光谱仪，取得了相当不错的成绩，开发出了具有自己特色的产品，极大地促进了拉曼光谱技术和市场的良性发展。 总体来说，目前国内厂商在小型拉曼光谱仪上的硬件水平已经超越了进口品牌。 但在软件、算法、谱库建设等方面，国内厂商与国外厂商相比仍有差距，但已经不是质的区别。 在“现场”手持、便携式拉曼光谱仪器方面，中国取得了长足进步。 下一步，国产厂商还需再接再厉，继续加大研发投入，进一步完善产品、软件、算法，全面赶超进口品牌。

按照田中群院士“顶天立地”的计划，除了“正直”的手持拉曼光谱和便携式拉曼光谱外，“顶天”的科研级拉曼光谱仪也是重要的拉曼光谱仪的一个分支。 科研级拉曼光谱仪市场总量虽小，但技术难度更大，成本更高，系统更复杂，涉及的技术更广，需要更长的时间和更多的资源投入。 就科研级拉曼光谱仪而言，目前国内厂商相对较少。 只有卓立含光和天津港东有相关产品，但市场份额较小。 目前，我国科研领域采购的科研级拉曼光谱仪基本上都是进口的。

今天的科学研究已不再像过去那样，一台显微镜遍布全球。 现代科学研究在很大程度上需要先进仪器的支持。 没有先进的仪器，就很难做出先进的科研成果。 中国要想在拉曼领域达到世界领先水平，一台世界一流的科研级拉曼光谱仪也是必不可少的。 中国自己必须拥有国内领先的科研级拉曼光谱仪！ 希望大家一起努力，就像现在的手持拉曼光谱仪一样，大家各抒己见，共同努力，共同成长，把我国科研级拉曼光谱仪推上一个新的台阶。 虽然科研级拉曼光谱仪的市场不是很大，投资高，开发周期长，但只要我们努力，坚持，没有什么是不可能的。 奥普天成愿做科研级拉曼光谱仪的排头兵，携手并进，勇攀高峰，共创未来。 事实上，从2017年开始，奥普天成就开始投入研发科研级拉曼光谱仪。 经过四年的持续研发，2021年初，奥普天成推出了首款科研级共聚焦拉曼显微镜ATR8800。

图5 奥普天成推出的ATR8800共焦显微拉曼成像仪

中国拥有世界上最完整的产业链、世界一流的生产技术、世界上最大的消费市场、世界上数量最多的拉曼光谱专家。 中国一定能造出自己的科研级拉曼光谱仪，取得领先地位，就像今天的小型拉曼光谱仪一样。

借用网络上的一句流行语来结尾：耐得住寂寞，才能守住繁华！

（欧普天成总经理刘鸿飞博士）