拉曼光譜是一種強(qiáng)大的非破壞性分析技術(shù),可用于獲得有關(guān)樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度和相位的詳細(xì)信息。拉曼散色是一種光學(xué)現(xiàn)象,它描述了當(dāng)光線和物質(zhì)相互作用時(shí),光的頻率發(fā)生變化的過(guò)程??梢岳斫鉃橐皇庹赵谝粋€(gè)物體上,這個(gè)物體里的分子會(huì)因?yàn)楣獾哪芰慷駝?dòng),這種振動(dòng)會(huì)讓一部分光的能量改變,導(dǎo)致光的“顏色”發(fā)生變化,這就是拉曼散射。利用拉曼散射現(xiàn)象來(lái)分析物質(zhì),通過(guò)照射樣品并測(cè)量散射的光的頻率的變化,從而得到有關(guān)樣品的信息,這種方法被稱為拉曼光譜法。
此外,測(cè)量的拉曼線的強(qiáng)度與分子組成成正比,這意味著拉曼光譜不僅可以定性,還可以進(jìn)行定量分析。它通常在化學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,可以用于分析物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、相變和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等方面,近年來(lái),隨著光子學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、質(zhì)量控制和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。
激發(fā)波長(zhǎng)
分子通常會(huì)散射與光源波長(zhǎng)相同的大部分激光,這就是所謂的瑞利散射。光束的一小部分(低至0.0000001%)以不同的波長(zhǎng)散射,這就是拉曼散射,正是這種相對(duì)較弱的現(xiàn)象讓我們得以深入了解分析物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
與激發(fā)波長(zhǎng)相關(guān)的拉曼散射意味著近紅外拉曼光譜激光通常需要更長(zhǎng)的采集時(shí)間和更大的累積數(shù)。對(duì)于具有可見(jiàn)光和亞可見(jiàn)光激發(fā)通道的激光器來(lái)說(shuō),這些值都會(huì)呈指數(shù)級(jí)下降。然而,在紫外可見(jiàn)光譜上被激光激發(fā)的分子通常會(huì)發(fā)出比拉曼效應(yīng)更強(qiáng)的熒光。這就是所謂的熒光背景,也是拉曼光譜激光源的常見(jiàn)問(wèn)題。
熒光是一個(gè)基于吸收的固有過(guò)程,與紫外線區(qū)域相比,可見(jiàn)光區(qū)域的吸收分子較少——與可見(jiàn)光相比,近紅外區(qū)域的吸收分子也較少,因此,對(duì)于已知存在高熒光背景的樣品,首選波長(zhǎng)較長(zhǎng)的拉曼光譜激光器。不過(guò),拉曼強(qiáng)度的權(quán)衡非常重要,通常需要折衷考慮。
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