古代文物的科学分析对于揭示历史真相具有重要意义。
近日，中国科学院空天信息创新研究院广州园区研究员王振友团队在文物考古研究中取得突破性进展，研制的显微时间门控拉曼光谱仪成功应用于三星堆象牙研究，相关论文已发表于国际权威期刊《美国化学会-应用材料与界面》。
传统拉曼光谱技术在文物分析中具有天然优势。
作为一种分子光谱分析方法，拉曼光谱具有无损检测、能够识别分子结构、微米级空间分辨率高等特点，是研究古代象牙微观结构的理想工具。
然而，这项技术长期面临一个棘手的技术难题：许多古代文物样品存在强荧光现象，这种荧光背景会严重干扰拉曼信号的采集，导致信号淹没在噪声中，使得研究人员难以获得有效的光谱数据。
研究团队通过深入分析光学物理原理找到了解决方案。
王振友介绍，拉曼信号和荧光信号具有本质的物理差异：拉曼信号寿命极短，仅为皮秒级别，而荧光信号寿命较长，通常在纳秒级以上。
基于这一物理特性差异，团队创新性地研发了时间门控拉曼光谱技术。
该技术的核心原理是利用超快时间分辨能力，在拉曼信号到达的极短时间窗口内精确开启探测器，实现对拉曼信号的有效采集，同时将荧光背景信号有效抑制在检测窗口之外。
为了将这一理论优势转化为实际应用能力，研究团队进行了系统的硬件与算法创新。
他们在仪器设计中完成了关键核心部件的国产化，突破了多项技术瓶颈，同时通过优化算法进一步提升了信号处理效率，有效降低了仪器成本，为技术的推广应用奠定了坚实基础。
三星堆象牙样品的检测结果充分验证了这一技术的有效性。
研究人员收集了四块象牙碎片进行对比分析，发现这些样品的荧光强度存在显著差异。
其中两块样品在传统连续光拉曼条件下几乎无法获得有效的光谱信号。
而采用新研制的时间门控拉曼光谱仪进行检测时，荧光干扰被有效消除，强荧光样品的拉曼信噪比相比传统方法提升了超过20倍，使得象牙内部成分的微观差异清晰显现。
通过光谱分析，科研人员获得了重要的考古学发现。
研究表明，来自不同埋藏环境的象牙样品在有机质含量、骨架结晶性和腐蚀程度等关键指标上存在明显差异。
进一步的化学分析显示，金属离子的侵入以及硫酸根等非金属离子对羟基磷灰石的替代作用，是导致象牙深度老化的主要原因。
值得注意的是，部分样品的分析结果还表明其可能经历过焚烧等人为破坏，这为理解三星堆遗址的历史事件提供了新的物质证据。
这项成果已获得国际学术界的高度认可。
2025年12月，研究团队受邀在第13届国际先进振动光谱学会议上作特邀报告，该会议汇聚了全球考古学和光谱学领域的顶尖专家。
与会专家普遍认为，该仪器在木乃伊、陶瓷、壁画等多种考古样品的检测中能够实现传统拉曼技术难以达到的光谱采集效果，多个国际研究团队表达了合作意愿，希望加快仪器的市场化推广进程，以便在全球范围内的考古科学研究中推广应用。
从三星堆象牙到全球文化遗产，这项技术突破不仅改写了"强荧光样本无法有效检测"的学术认知，更彰显我国在高精尖科学仪器领域的自主创新能力。
当科技考古的显微镜穿透三千年时光，我们看到的既是古蜀文明的密码，更是当代中国科研工作者对文明传承的独特贡献。
这种基础研究与应用实践的深度融合，正在为文化遗产保护开启新的可能。