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拉曼光譜儀小知識

閱讀：636 發(fā)布時間：2020-8-7

總是知道拉曼光譜儀，那拉曼光譜是怎么來的呢，又是如何區(qū)分和作用的呢？來了解一下吧。
一、定義
光照射到物質上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分，成為瑞利散射；非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分, 稱為拉曼散射（斯托克斯及反斯托克斯拉曼散射）。拉曼散射大約只占散射光的千萬分之一，這些散射散布到四面八方，而且它們的波長和偏振態(tài)都會發(fā)生改變。
拉曼效應是光子與光學支聲子相互作用的結果，源于分子振動（和點陣振動）與轉動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級（點陣振動能級）與轉動能級結構的信息。

二、常見拉曼技術
1、共振拉曼(RRS)
如果激光的波長和分子的電子吸收相吻合，這一分子的某個或幾個特征拉曼譜帶強度將增至100-10,000 倍以上，并觀察到正常拉曼效應中難以出現(xiàn)的、其強度可與基頻相比擬的泛音及組合振動光譜。這種共振增強或共振拉曼效應非常有用，不僅能顯著降低檢測限，而且可引入電子選擇性。由于共振拉曼能提供結構及電子等信息，因此，共振拉曼也被用于物質鑒定。
2、紫外共振拉曼(UVRRS)
熒光干擾問題和靈敏度較低嚴重阻礙了常規(guī)拉曼光譜的廣泛應用。但近年來發(fā)展起來的紫外拉曼光譜技術有效地解決了上述問題。紫外拉曼光譜技術的出現(xiàn)和發(fā)展大大地擴展了拉曼光譜的應用范圍。右圖是紫外拉曼光譜避開熒光干擾的原理圖。熒光往往出現(xiàn)在300 nm-700 nm 區(qū)域，或者更長波長區(qū)域。而在紫外區(qū)的某個波長以下，熒光極少出現(xiàn)。因此，對于許多在可見拉曼光譜中存在強熒光干擾的物質，例如氧化物、積碳等，通過利用紫外拉曼光譜技術就可以成功的避開熒光從而得到信噪比較高的拉曼譜圖。從下圖磷酸鋁分子篩ALPO-5 示例可以看出，紫外共振拉曼光譜技術由于能避開熒光，可以成功用于微孔和介孔分子篩材料的表征。
3、表面增強拉曼（SERS）
自1974 年Fleischmann 等人發(fā)現(xiàn)吸附在粗糙化的Ag 電極表現(xiàn)的吡啶分子具有巨大的拉曼散射現(xiàn)象，加之活性載體表面選擇吸附分子對熒光發(fā)射的抑制，激光拉曼光譜分析的信噪比大大提高，這種表面增強效應被稱為表面增強拉曼散射(SERS)。
拉曼散射由化合物（或離子）的散射吸附，或在結構化金屬表面，可達到溶液中散射的103 倍到106 倍。這種表面增強拉曼散射在銀表面表現(xiàn)得強，在金或銅表面也比較強。其他金屬則沒有這么強的增強效應。
4、顯微共聚焦拉曼（Confocal）
共焦：從一個點光源發(fā)射的探測光通過透鏡聚焦到被觀測物體上，如果物體恰在焦點上，那么反射光通過原透鏡應當匯聚回到光源，這就是所謂的共聚焦，簡稱共焦。共焦指的是空間濾波的能力和控制被分析樣品的體積的能力，通常是利用顯微鏡系統(tǒng)來實現(xiàn)的。只有顯微鏡系統(tǒng)的無限遠光路才可以實現(xiàn)良好的共焦性能。
顯微拉曼光譜技術是將拉曼光譜分析技術與顯微分析技術結合起來的一種應用技術。與其他傳統(tǒng)技術相比，更易于直接獲得大量有價值信息，共聚焦顯微拉曼光譜不僅具有常規(guī)拉曼光譜的特點，還有自己的*優(yōu)勢，樣品區(qū)接近衍射極限（約1 微米）；成像和光譜可以被組合以產(chǎn)生“拉曼立方體”三維數(shù)據(jù)，在二維圖像的每個像素對應一個拉曼頻譜信息。
其實，拉曼光譜的應用領域非常廣泛，下次再帶你們了解哦。

拉曼光譜儀小知識

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