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拉曼光譜儀小知識

閱讀：585 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(zhì)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(yīng)是光子與光學(xué)支聲子相互作用的結(jié)果，源于分子振動（和點(diǎn)陣振動）與轉(zhuǎn)動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級（點(diǎn)陣振動能級）與轉(zhuǎn)動能級結(jié)構(gòu)的信息。

二、常見拉曼技術(shù)
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(qiáng)度將增至100-10,000 倍以上，并觀察到正常拉曼效應(yīng)中難以出現(xiàn)的、其強(qiáng)度可與基頻相比擬的泛音及組合振動光譜。這種共振增強(qiáng)或共振拉曼效應(yīng)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(jié)構(gòu)及電子等信息，因此，共振拉曼也被用于物質(zhì)鑒定。
2、紫外共振拉曼(UVRRS)
熒光干擾問題和靈敏度較低嚴(yán)重阻礙了常規(guī)拉曼光譜的廣泛應(yīng)用。但近年來發(fā)展起來的紫外拉曼光譜技術(shù)有效地解決了上述問題。紫外拉曼光譜技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展大大地擴(kuò)展了拉曼光譜的應(yīng)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(qiáng)熒光干擾的物質(zhì)，例如氧化物、積碳等，通過利用紫外拉曼光譜技術(shù)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(shù)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(qiáng)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(qiáng)效應(yīng)被稱為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)。
拉曼散射由化合物（或離子）的散射吸附，或在結(jié)構(gòu)化金屬表面，可達(dá)到溶液中散射的103 倍到106 倍。這種表面增強(qiáng)拉曼散射在銀表面表現(xiàn)得強(qiáng)，在金或銅表面也比較強(qiáng)。其他金屬則沒有這么強(qiáng)的增強(qiáng)效應(yīng)。
4、顯微共聚焦拉曼（Confocal）
共焦：從一個點(diǎn)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(diǎn)上，那么反射光通過原透鏡應(yīng)當(dāng)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(shí)現(xiàn)的。只有顯微鏡系統(tǒng)的無限遠(yuǎn)光路才可以實(shí)現(xiàn)良好的共焦性能。
顯微拉曼光譜技術(shù)是將拉曼光譜分析技術(shù)與顯微分析技術(shù)結(jié)合起來的一種應(yīng)用技術(shù)。與其他傳統(tǒng)技術(shù)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(diǎn)，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(yīng)一個拉曼頻譜信息。
其實(shí)，拉曼光譜的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，下次再帶你們了解哦。

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