拉曼光譜作為分子級 “化學指紋" 核心識別技術，憑借無損、快速、精準的成分分析能力，已成為材料科學、生物醫療、先jin制造、儲能研發、安全檢測等領域的表征工具。但在實際應用中，傳統拉曼探測器始終存在兩大難以突破的行業瓶頸：強熒光背景干擾導致信號失真、僅能實現表面微米級淺層分析，無法完成多層介質、深層樣品的三維化學成像。這一技術短板，長期制約著科研與工業檢測的發展。

如今，源自芬蘭奧盧大學 Circuits and Systems 研究團隊、獲芬蘭科學院重點資助、經IEEE 國際期刊認證的Timegate 時間門控拉曼探測技術，憑借cmos SPAD 傳感器架構與單光子級時間分辨能力，打破傳統拉曼探測的技術邊界，以厘米級 3D 深度成像、熒光抑制、極速數據采集的核心優勢，成為拉曼探測領域的革命性解決方案，更被業內精準定義為穿透式 “化學透視眼"，為多領域三維化學分析提供全新可能。

一、技術根基：北歐頂尖光電研發，背書鑄就硬核實力

Timegate 時間門控拉曼技術并非實驗室概念產品，而是經過長期研發、多場景驗證的成熟技術。其核心研發團隊依托北歐頂尖光電工程實力，在光子探測、時間分辨、半導體傳感器領域深耕多年，相關技術成果通過國際學術期刊認證，擁有du家Timegated® 時間門控拉曼技術，技術先jin性與可靠性得到國際學界與工業界雙重認可。

目前，該技術已實現從科研原型到工業量產的轉化，由芬蘭TIMEGATE INSTRUMENT公司完成商業化落地，星朗浩宇/昊量光電作為其中國大陸地區核心代理商，推動這項前沿技術在國內高校、科研院所、工業企業全面落地應用。

二、三大革命性突破：重新定義拉曼探測性能上限

相較于傳統拉曼探測器、Iccd 探測器及共聚焦拉曼技術，Timegate 時間門控拉曼探測器可以搭配3D實現從 “表面檢測" 到 “三維透視"、從 “易受干擾" 到 “精準抗擾"、從 “低效采集" 到 “極速成像" 的升級，核心優勢不可替。

1. 單光子級時間分辨，厘米級深度探測

該探測器采用110nm CMOS 工藝打造專屬 SPAD 線傳感器，集成 256 個高精度光譜通道，搭配獨立 7 位 tdc 時間數字轉換器，時間分辨率可在 25-65ps 精準可調，達到單光子級探測靈敏度。

依托光子飛行時間（ToF）測量原理，無需復雜的三維掃描步驟，即可同步獲取 XY 平面橫向信息與 Z 軸深度數據，實現121mm 超深探測范圍、毫米級深度分辨率，輕松穿透塑料、復合材料、生物組織等多層介質，破解傳統共聚焦拉曼僅能實現微米級淺層探測的核心局限，真正做到 “深層探測"。

2. 極速成像 + 熒光抑制，復雜場景穩定輸出精準信號

創新采用2D 掃描 + 時間門控融合方案，僅需 50×80 像素掃描，即可重建 51.2 萬點高清 3D 化學圖像，單像素采集時間僅需 3.6 秒，成像效率大幅超越傳統拉曼技術，滿足實時探測與快速檢測需求。

同時搭載短脈沖激光 + 同步時間門控核心技術，可精準濾除熒光、環境光、雜散光等干擾信號，即便在半透明、多層復合、強熒光背景的復雜樣品中，仍能精準捕獲物質專屬拉曼指紋信號，數據傳輸率高達 4200 Mbps，保證信號純凈度與檢測穩定性。

3. 多材料全域適配，緊湊集成落地全場景

探測器不受樣品光學特性限制，可精準識別PMMA、PC、PS等多種高分子材料，通過材料特異性拉曼峰（如 20300px-1 精準識別 PMMA、22125px-1識別 PC），實現多層結構的邊界定位、厚度精準測量，厚度檢測誤差≤3.7μm，遠優于行業同類產品。

系統采用高度緊湊的集成化設計，無需額外片外延遲單元，體積與重量遠小于傳統 ICCD 探測器，小巧輕便、易部署，可適配實驗室科研、現場快速檢測、工業在線監測等全場景使用需求。

三、全領域實戰賦能：從科研到工業，解鎖 3D 化學成像無限價值

Timegate 時間門控拉曼探測器憑借深度穿透、熒光抑制、三維成像、無損檢測的核心特性，已在醫療診斷、制藥制造、安全、材料分析、儲能電池等關鍵領域實現規模化應用，解決行業長期痛點。

1. 醫療診斷：深層組織非侵入式化學成像

無需侵入式手術操作，即可穿透生物組織表層，精準探測皮下病變的化學組成與空間分布，為腫瘤早期篩查、藥物代謝動態監測、生物組織三維表征提供分子級精準數據，彌補傳統影像學無法捕捉微觀化學信息的短板，推動精準醫療技術升級。

2. 制藥與制造：多層結構無損質控

針對藥物制劑、復合材料、涂層產品等多層結構樣品，可快速解析涂層厚度、成分均勻性、層間結合狀態，通過時間門控技術區分不同介質的拉曼信號，實現生產過程實時無損檢測，助力制藥、新材料、精密制造行業品質管控升級。

3. 安全：厘米級深度危險物探測

可輕松穿透塑料、紙箱、織物等包裹物，實現厘米級深度探測，快速識別隱藏的爆炸物、危險化學品、違禁品的化學特征，不受環境光與熒光干擾，為機場、車站、海關等安檢場景，以及應急檢測提供超靈敏、高效率的解決方案。

4. 礦物與材料分析：三維成分精準測繪

對礦物樣品、半導體材料、晶體材料進行 3D 化學成像，清晰呈現不同成分的空間分布與深度剖面，為地質勘探、電子制造、新材料研發提供高精度成分分析與結構表征數據，支撐材料研發與品質驗證。

5. 儲能電池：三維成像 + 熒光抑制，破解電池檢測核心難題

儲能電池（鋰電池、固態電池、鈉離子電池）體系存在電解液、粘結劑、SEI/CEI 膜等強熒光干擾，且電芯為多層堆疊結構，傳統拉曼技術無法實現有效檢測，而 Timegate 搭配3D技術將會成為行業優解：

• 精準濾除電池強熒光背景，保留電極、電解質、界面產物的真實拉曼信號；

• 同步獲取 XY 平面與 Z 軸深度信息，完成電芯內部全維度 3D 化學成像；

• 實現電極涂層厚度、均勻性 3D 無損質控；

• 原位監測充放電過程鋰離子遷移、物質相變；

• 解析固態電池電極 - 電解質界面缺陷與副反應；

• 三維表征 SEI/CEI 膜成分、厚度；

• 3D 定位負極析鋰位置與沉積量；

• 失效電池雜質、分解產物 3D 溯源；

• 退役電池材料殘留價值三維評估。

四、旗艦產品：PicoRaman M3 集成式時間門控拉曼光譜儀

作為 Timegate 技術的商業化旗艦產品，PicoRaman M3是一款集成式時間門控拉曼光譜儀，具有熒光抑制，可同步采集平面與深度數據，是科研與工業檢測的理想設備。

核心技術參數：

光譜分辨率：5 cm-1

光譜范圍：<200–2500 cm-1（含探頭）；0–2500 cm-1（僅光譜儀）

探測器類型： CMOS SPAD 矩陣，單光子計數

光譜點：1536

時間分辨率：50ps

激光源：532nm 皮秒脈沖激光器，譜線寬度< 0.1nm，脈沖寬度 < 100ps

重復頻率：150 kHz（依激光器單元類型可調）

激光功率：軟件控制zui高 100mW

物理規格：425mm (寬)×335mm (深)×160mm (高)，重量 10kg

樣品適配：支持固體、液體、粉末樣品，探頭設頂部 / 側面入口，配電動樣品旋轉裝置與精準調焦結構

接口類型：FC 連接器光纖耦合，兼容多種拉曼探頭與顯微鏡采樣接口

該設備可實現 121mm 超深 3D 探測與多層介質三維化學成像，廣泛適配高溫冶金、藥物研發、晶體材料、生物檢測、儲能電池等場景，也可用于工業原位 3D 在線監測，為高ji數據分析與 3D 化學建模提供堅實數據基礎。

五、中國區專屬服務：星朗浩宇/昊量光電全周期技術支持

目前，Timegated® 時間門控拉曼技術已在國內清華大學、復旦大學、中科院等高校及科研院所落地應用，憑借解決熒光干擾與深度探測的核心能力，成為材料研究、生物制藥、冶金化工、儲能電池等領域的核心表征工具。

星朗浩宇/昊量光電是 Timegated® 在國內的一級代理，主營其皮秒時間門控拉曼光譜儀，設備搭載532nm皮秒脈沖激光與CMOS SPAD單光子探測模塊，可高效壓制熒光干擾，適配固 / 液 / 粉末樣品檢測。

星朗浩宇/昊量光電依托本地銷售網絡與專業技術團隊，服務半導體、生物醫療、量子科技、精密制造、光通訊等領域數萬科研及工業客戶。自有軟硬件研發團隊，可提供三類核心服務：

? 全天候售后技術支持，快速排障保障設備穩定運行；

? 全流程定制化方案，覆蓋售前選型、裝機培訓、系統集成；

? 服務大量頭部企業與科研院所，客戶滿意度高。

結語

從實驗室前沿研發到工業量產落地，從表層化學分析到三維深層透視，芬蘭 Timegate 時間門控拉曼探測器技術，改寫拉曼探測行業格局。未來，隨著 3D 化學成像需求的持續增長，這項技術將持續賦能醫療、制造、能源、安全等核心領域，解鎖更多未知的分子級探測可能，推動檢測技術邁向新高度。