拉曼光谱仪是测什么的?它的原理是什么？( 二 ) _拉曼光谱仪原理及应用

但是近红外的激光激发的效率不高（拉曼信号强度与激发波长的四次方成反比）会导致灵敏度降低。所以，785nm激光激发的拉曼强度几乎只有532nm激光激发的拉曼强度的五分之一；1064nm激光激发的拉曼信号强度只有532nm激光激发的十五分之一。此外，CCD探测器的灵敏度在近红外部分的响应度也比较低，因此，与使用可见激光测量相比，要获得同样的光谱质量，近红外拉曼的测量时间相对长很多。

那么紫外激发波长的优劣势？

紫外激发波长一般在350nm以下，常用的有266nm 。采用紫外的激发波长同样可以抑制荧光影响，和近红外相似，荧光的吸收带主要在可见波长段，荧光信号和拉曼不在同一区域（近可见波长段可能也会出现荧光），虽然荧光信号远远高于拉曼信号，但是不会受到荧光的干扰。许多生物样品（例如蛋白质,DNA,RNA等等）会与紫外激发波长产生共振，使拉曼信号增强数倍，对于测试这类样品的结构提供的便捷。此外，紫外激光在半导体材料中的穿透深度一般在几个纳米的量级，对于测试样品表面的薄膜可以进行选择性的分析。紫外波长的激发效率较高，因此使用较低的功率就可以激发出较强的拉曼信号。

但是由于紫外激发波长的热效应较高，在紫外激光照射下会使得样品烧坏或者降解。同时，紫外光束无法用肉眼看见，紫外的激光器体积更大，操作复杂，价格也更为昂贵，使得紫外拉曼依然需要专业技术人员操作。

在如此多样的激发波长的拉曼光谱仪（激光器和光谱仪一般都是配对的，无法通过购买多种激发波长的激光器适用同一个光谱仪），根据自身所需检测样品的特性，来挑选合适的激发波长。荧光干扰、共振增强都是需要考虑的。表2是科研级便携式拉曼和亲民型的手持式拉曼，满足您对测试各种样品的需求。
拉曼光谱仪主要用途是什么?光谱仪是一种利用金属折射光进行检测的设备，因为地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此更被称之为为辨别物质的“指纹”，通过检测金属的光谱就可以来获取物质的成分信息及元素含量。因其光谱仪的作用及应用范围范围非常广泛，在汽车，膜工业，拉曼光谱，半导体工业，成分检测等领域多有涉及。

因此其光谱仪内部用于检测光的核心部件传感器及光栅就显得格外重要，光栅重要对折射回来的光谱进行分光处理，而采购器则负责对光的感应及信息处理，因此这两个核心硬件的质量直接决定着光谱仪检测是否精准。而要想完全发挥光谱仪的作用，除了内部核心硬件高质量之外，还需要注意以下问题。首先，因为光谱仪是采用电火花检测，在激发的一瞬间会产生大量高温，为能够连续检测就需要准备降温设备（如空调），并且还需要准备高纯度的氩气用于辅助光谱仪进行相关检测。其次在选择室内时应选择干燥区域，避免内部接触到水分，并且尽可能不要放置在强光处被暴晒。这样在检测时注意这些，让光谱仪的作用发挥极限。
拉曼光谱

“1921年夏，我到欧洲的航行使我有机会第一次看到地中海的美丽的蓝色乳光，这种现象似乎很像是由于阳光被水分子散射引起的。为了检测这种解释，最好是找到光在液体中漫射所遵循的规律。”
——摘自印度物理学家拉曼在诺贝尔奖领奖仪式上的演讲

看看，看看，别人看海是看到的光散射；而我看海看到的是海里那条美人鱼。
拉曼散射的发现
1928年，印度科学家拉曼（C.V.Raman,1888-1970）观察到一个现象：当光穿过透明介质，部分被散射的光发生频率改变，这一现象被称之为拉曼散射[1] 。C.V.Raman也因为这一发现获得了1930年诺贝尔物理学奖。
基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）发现，光从样品中散射是由于光与样品分子发生弹性碰撞（瑞利散射）或非弹性碰撞（拉曼散射）。瑞利散射光具有与入射激光相同的波长，但拉曼散射光以不同的波长从样品返回，该波长对应于样品中分子键的振动频率，因此对散射光谱进行分析可得到的分子振动、转动的信息，并应用于分子结构分析研究，称为拉曼光谱（RamanSpectra）。拉曼光谱是一种散射光谱，是光与物质分子、原子相互作用的一种形式。
从弱到强逆袭的拉曼
虽然拉曼的发现获得诺贝尔奖，在上世纪30、40年代受到广泛重视，也曾是研究分子结构的主要手段，但由于当时拉曼信号太弱，无法满足样品测试的苛刻要求而无法广泛应用。60年代，随着激光光源的发展，特别是大名鼎鼎的表面增强拉曼散射光谱（SERS）技术的出现，拉曼逆袭成为高灵敏度仪器，并得到广泛应用。SERS技术有灵敏度高，水干扰小，检测快速，抗光漂白和谱峰窄的优点[2,3] 。