1 原理
激光拉曼光谱法是以拉曼散射为理论基础的一种光谱分析方法。
拉曼散射:当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时,大部分光子只是发生改变方向的散射,而光的频率并没有改变,大约有占总散射光的10-10-10-6的散射,不仅改变了传播方向,也改变了频率。这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。
拉曼散射的基本原理
对于拉曼散射来说,分子由基态E0被激发至振动激发态E1,光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E,反映了指定能级的变化。因此,与之相对应的光子频率也是具有特征性的,根据光子频率变化就可以判断出分子中所含有的化学键或基团。
这就是拉曼光谱可以作为分子结构的分析工具的理论基础。
2 主要部件
激光拉曼光谱仪示意图
激光拉曼光谱仪的主要部件有:激光光源、样品池、单色器、光电检测器、记录仪和计算机。激光光源:多用连续式气体激发器,有主要波长为632.8nm的He-Ne激光器和主要波长为514.5nm和488.0nm的Ar离子激光器。
样品池:常用微量毛细管以及常量的液体池、气体池和压片样品架等。
单色器:激光拉曼光谱仪的心脏,可以最大限度地降低杂散光且色散性能好。常用光栅分光,并采用双单色器以增强效果。
检测系统:对于可见光谱区的拉曼散射光,可用光电倍增管作为检测器。以光子计数器进行检测,它的测量范围可达几个数量级。
3 技术设计要求
(1)体积小、重量轻、能耗低;
(2)坚固、抗震,能耐温度和压力的骤然变化;
(3)在恶劣环境(大温度,低真空,高辐射)下正常工作;
(4)低噪音、高输出、矿物鉴定灵敏;
(5)完善的波数校正标准。
4 主要应用:
激光拉曼光谱法的应用有以下几种:在有机化学上的应用、在高聚物上的应用、在生物方面上的应用、在表面和薄膜方面的应用。