激光拉曼光譜儀原理
激光拉曼光譜儀是一個(gè)集合了激光光譜學(xué)、精密機(jī)械和微電子系統(tǒng)的綜合測(cè)量體系。其Z終結(jié)果是獲得散射介質(zhì)在一定方向上具有一定偏振態(tài)的散射光強(qiáng)隨頻率分布的譜圖。激光拉曼光譜儀分析是一種非破壞性的微區(qū)分析手段，液體、粉末及各種固體樣品均不需特殊處理即可用于拉曼光譜的測(cè)定。
激光拉曼光譜儀工作原理
激光拉曼光譜儀一定波長(zhǎng)的電磁波作用于被研究物質(zhì)的分子，引起分子相應(yīng)能級(jí)的躍遷，產(chǎn)生分子吸收光譜。引起分子電子能級(jí)躍遷的光譜稱電子吸收光譜，其波長(zhǎng)位于紫外～可見光區(qū)，故稱紫外-可見光譜。
電子能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。引起分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜稱振動(dòng)光譜，振動(dòng)能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。拉曼散射光譜是分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。用遠(yuǎn)紅外光波照射分子時(shí)，只會(huì)引起分子中轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，得到純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。
激光拉曼光譜儀是研究化合物分子受光照射后所產(chǎn)生的散射，散射光與入射光能級(jí)差和化合物振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的關(guān)系的分析儀器。與紅外光譜類似，拉曼光譜是一種振動(dòng)光譜技術(shù)。所不同的是，前者與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩變化相關(guān)，而拉曼效應(yīng)則是分子極化率改變的結(jié)果，被測(cè)量的是非彈性的散射輻。
激光拉曼光譜儀發(fā)展歷史
印度物理學(xué)家拉曼于1928年用水銀燈照射苯液體，發(fā)現(xiàn)了新的輻射譜線：在入射光頻率ω0的兩邊出現(xiàn)呈對(duì)稱分布的，頻率為ω0-ω和ω0+ω的明銳邊帶，這是屬于一種新的分子輻射，稱為拉曼散射，其中ω是介質(zhì)的元激發(fā)頻率。拉曼因發(fā)現(xiàn)這一新的分子輻射和所取得的許多光散射研究成果而獲得了1930年諾貝爾物理獎(jiǎng)。與此同時(shí)，前蘇聯(lián)蘭茨堡格和曼德爾斯塔報(bào)導(dǎo)在石英晶體中發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，即由光學(xué)聲子引起的拉曼散射，稱之謂并合散射。法國(guó)羅卡特、卡本斯以及美國(guó)伍德證實(shí)了拉曼的觀察研究的結(jié)果。
到1940年，拉曼光譜儀的地位一落千丈。主要是因?yàn)槔?yīng)太弱(約為入射光強(qiáng)的10^-6)，人們難以觀測(cè)研究較弱的拉曼散射信號(hào)，更談不上測(cè)量研究二級(jí)以上的高階拉曼散射效應(yīng)。并要求被測(cè)樣品的體積必須足夠大、無(wú)色、無(wú)塵埃、無(wú)熒光等等。所以到40年代中期，紅外技術(shù)的進(jìn)步和商品化更使拉曼光譜儀的應(yīng)用一度衰落。
1960年以后，紅寶石激光器的出現(xiàn)，使得拉曼散射的研究進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。由于激光器的單色性好，方向性強(qiáng)，功率密度高，用它作為激發(fā)光源，大大提高了激發(fā)效率。成為拉曼光譜儀的理想光源。隨探測(cè)技術(shù)的改進(jìn)和對(duì)被測(cè)樣品要求的降低，目前在物理、化學(xué)、醫(yī)藥、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域激光拉曼光譜儀得到了廣泛的應(yīng)用，越來(lái)越受研究者的重視。
70年代中期，激光拉曼探針的出現(xiàn)，給微區(qū)分析注人活力。80年代以來(lái)，美國(guó)Spex公司和英國(guó)Rrinshow公司相繼推出，位曼探針共焦激光拉曼光譜儀，由于采用了凹陷濾波器來(lái)過(guò)濾掉激發(fā)光，使雜散光得到Y(jié)Z，因而不在需要采用雙聯(lián)單色器甚至三聯(lián)單色器，而只需要采用單一單色器，使光源的效率大大提高，這樣入射光的功率可以很低，靈敏度得到很大的提高。Dilo公司推出了多測(cè)點(diǎn)在線工業(yè)用拉曼系統(tǒng)，采用的光纖可達(dá)200m，從而使激光拉曼光譜儀的應(yīng)用范圍更加廣闊。
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