525拉曼光谱仪及应用简介 拉曼散射效应是印度物理学家拉曼( Raman)在1928年首先发现并以他的名字命名的。 在光的非弹性散射过程中,光子被分子散射而失去部分能量,散射光的频率与入射光的频率 之差与样品分子的振动、转动能级有关,不随入射光频率变化。拉曼光谱分析就是基于拉曼 散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱所进行的分析方法。30年代末曾用于分子结构 的研究,但由于当时使用的光源强度不高,产生的拉曼效应太弱,很快被红外光谱所取代 从60年代起,随着激光技术的飞速发展,引入新型激光作为激发光源的拉曼光谱技术得到 了迅速的发展,相继出现了一些新的拉曼光谱技术以及与其它分析方法的联用技术,例如表 面增强拉曼光谱、付立叶变换拉曼光谱、拉曼显微镜等等。目前,拉曼光谱分析技术已在化 学化工、半导体电子、聚合物、生物医学、环境科学等各种领域得到广泛的应用 2.5.1仪器简介 拉曼光谱仪和其它光谱仪基本相同,一般可分为单色光源(激光)、样品光路、分光系 统(单色仪)、接收检测装置和计算机等部分。拉曼光谱仪主要使用的激光器有He-Ne, Ar',Kr等气体激光器以及二极管泵浦的 YAG: Nd激光器。在用于共振拉曼光谱或选择性激 发时,也可使用输出波长连续可调的染料和蓝宝石激光器。图2.5.1是激光拉曼光谱仪的示 意图。以一束激光照射样品,用光谱仪收集并分析,就得到了由样品散射所产生的与入射光 频率不同的散射光谱,即拉曼光谱。 1 SPECTROMETER SAMPLE 图25.1激光拉曼光谱仪示意图 根据分光原理的不同,拉曼光谱仪分为色散型(光栅光谱系统)和干涉型(付立 叶变换系统)两大类。从1986年开始发展起来的付立叶变换(FT)拉曼光谱技术,采用近 红外激光作光源,避免了荧光干扰和样品破坏,可以穿透生物组织,能直接获取生物组织内 分子的有用信息:同时FT技术的应用使它可通过一次扫描完成全波段范围的测定,并具有 分辨率高、波数精度和重现性好的优点,可进行差谱等光谱数据的处理。与传统的色散型光 谱仪相比,它也具有信噪比低、低波数范围不能测量的弱点,更为重要的,由于水对近红外 光的吸收,影响了FT拉曼光谱仪测量水溶液的灵敏度;而黑体辐射也限制了FT拉曼光谱42 §2.5 拉曼光谱仪及应用简介 拉曼散射效应是印度物理学家拉曼（Raman）在 1928 年首先发现并以他的名字命名的。 在光的非弹性散射过程中，光子被分子散射而失去部分能量，散射光的频率与入射光的频率 之差与样品分子的振动、转动能级有关，不随入射光频率变化。拉曼光谱分析就是基于拉曼 散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱所进行的分析方法。30 年代末曾用于分子结构 的研究，但由于当时使用的光源强度不高，产生的拉曼效应太弱，很快被红外光谱所取代。 从 60 年代起，随着激光技术的飞速发展，引入新型激光作为激发光源的拉曼光谱技术得到 了迅速的发展，相继出现了一些新的拉曼光谱技术以及与其它分析方法的联用技术，例如表 面增强拉曼光谱、付立叶变换拉曼光谱、拉曼显微镜等等。目前，拉曼光谱分析技术已在化 学化工、半导体电子、聚合物、生物医学、环境科学等各种领域得到广泛的应用。 2.5.1 仪器简介 拉曼光谱仪和其它光谱仪基本相同，一般可分为单色光源（激光）、样品光路、分光系 统（单色仪）、接收检测装置和计算机等部分。拉曼光谱仪主要使用的激光器有 He－Ne， Ar+，Kr+等气体激光器以及二极管泵浦的 YAG:Nd 激光器。在用于共振拉曼光谱或选择性激 发时，也可使用输出波长连续可调的染料和蓝宝石激光器。图 2.5.1 是激光拉曼光谱仪的示 意图。以一束激光照射样品，用光谱仪收集并分析，就得到了由样品散射所产生的与入射光 频率不同的散射光谱，即拉曼光谱。 图 2.5.1 激光拉曼光谱仪示意图 根据分光原理的不同，拉曼光谱仪分为色散型（光栅光谱系统）和干涉型（付立 叶变换系统）两大类。从 1986 年开始发展起来的付立叶变换（FT）拉曼光谱技术，采用近 红外激光作光源，避免了荧光干扰和样品破坏，可以穿透生物组织，能直接获取生物组织内 分子的有用信息；同时 FT 技术的应用使它可通过一次扫描完成全波段范围的测定，并具有 分辨率高、波数精度和重现性好的优点，可进行差谱等光谱数据的处理。与传统的色散型光 谱仪相比，它也具有信噪比低、低波数范围不能测量的弱点，更为重要的，由于水对近红外 光的吸收，影响了 FT 拉曼光谱仪测量水溶液的灵敏度；而黑体辐射也限制了 FT 拉曼光谱 SPECTROMETER LASER SAMPLE eE