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拉曼光譜的特點和結(jié)構(gòu)組成

來源:必達(dá)泰克光電設(shè)備(上海)有限公司   2020年07月20日 10:16  
拉曼光譜是一種分子非彈性散射光譜。從拉曼光譜中可以得到分子振動能級與轉(zhuǎn)動能級結(jié)構(gòu)的信息,是一種重要的分子結(jié)構(gòu)信息表征的分析工具。

 

由于拉曼光譜是一種散射光譜,與其他的振動光譜例如紅外(IR)和近紅外(NIR)相比,拉曼光譜有幾個顯著的優(yōu)點。拉曼光譜的測量通常不需要對樣品進(jìn)行復(fù)雜的制備甚至無損測量,對含水樣品并不敏感,因此拉曼光譜可以直接進(jìn)行固體、液體、膠狀物質(zhì)的測量,結(jié)合合適的氣體樣品池,還可以對氣體進(jìn)行直接檢測。

 

與紅外光譜相似,拉曼光譜具有非常好的專屬性和選擇性,因此可以用來鑒別一些結(jié)構(gòu)相似的化合物。采用拉曼光譜庫,我們可以輕松的對未知物質(zhì)進(jìn)行鑒別,或者對已知物質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)。
 

一個典型的拉曼光譜儀包括三個主要部分:激發(fā)源,采樣系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。經(jīng)過多年的發(fā)展,這三個部分有著多種多樣的實現(xiàn)形式。例如當(dāng)前典型的激發(fā)源采用激光器,檢測器采用光譜儀,而采樣系統(tǒng)多采樣顯微光路或光纖探頭實現(xiàn)。


拉曼光譜主要測量分子的頻移,因此一個單色性非常好的激發(fā)光源尤為重要。激光器是當(dāng)前一個比較理想的激發(fā)光源。但并非所有的激光器都適合用來進(jìn)行拉曼激發(fā)。作為拉曼的激發(fā)光源,需要其頻率非常穩(wěn)定,沒有模態(tài)跳躍的產(chǎn)生,同時其線寬也需要盡量的窄,以確保產(chǎn)生拉曼光譜峰的質(zhì)量。
 

此外,還需要考慮不同的應(yīng)用所采用的激發(fā)波長。采用波長越短的激光器,其激發(fā)效率越高,然而對很多有機(jī)物來說,波長并不是需要考慮的因素。大多數(shù)的有機(jī)化合物會由于高能量電子的躍遷產(chǎn)生一部分的熒光干擾。盡管熒光是一種比較弱的信號,但是相較于拉曼散射的效率(約1/10^7),其在很大程度上還是會對拉曼的信號造成掩蓋。如圖R-5,即是一個典型的熒光信號對拉曼信號產(chǎn)生干擾掩蓋的光譜。因此,短波長的可見激光波長(例如473nm,532nm等)更多應(yīng)用在無機(jī)材料的表征,例如碳材料等。

 

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