激光拉曼光谱法

英文名称：laser Raman spectrometry

　　说明：应用激光光源的拉曼光谱法。

      应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性，与表面增强拉曼效应相结合，便产生了表面增强拉曼光谱。其灵敏度比常规拉曼光谱可提高10⁴~10⁷倍，加之活性载体表面选择吸附分子对荧光发射的抑制，使分析的信噪比大大提高。已应用于生物、药物及环境分析中痕量物质的检测。共振拉曼光谱是建立在共振拉曼效应基础上的另一种激光拉曼光谱法。

      共振拉曼效应产生于激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时，这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到正常拉曼谱带的10⁴~10⁶倍，有利于低浓度和微量样品的检测。已用于无机、有机、生物大分子、离子乃至活体组成的测定和研究。

      激光拉曼光谱与傅里叶变换红外光谱相配合，已成为分子结构研究的主要手段。

　　与红外光谱一样，拉曼光谱也是用来检测物质分子的振动和转动能级，所以这两种光谱俗称姊妹谱。但两者的理论基础和检测方法存在明显的不同。我们说 物质分子总在不停地振动，这种振动是由各种简正振动叠加而成的。当简正振动能产生偶极矩的变化时，它能吸收相应的红外光，即这种简正振动具有红外活性；具有拉曼活性的简正振动，在振动时能产生极化度的变化，它能与入射光子产生能量交换，使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别，这种能量的差别称为拉曼位 移（Raman Shift），它与分子振动的能级有关，拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。

　　拉曼光谱仪与红外光谱仪的检测原理大不相同。

      红外光谱法的检测直接用红外光检测处于红外区的分子的振动和转动能量：用一束波长连续的红外光透过样 品，检测样品对红外光的吸收情况；

      而拉曼光谱法的检测是用可见激光（也有用紫外激光或近红外激光进行检测）来检测处于红外区的分子的振动和转动能量，它是 一种间接的检测方法：把红外区的信息变到可见光区，并通过差频（即拉曼位移）的方法来检测。由于可见光区是电子跃迁的能量区，当用可见激光激发样品时，电 子跃迁所产生的光致发光信号会对拉曼信号产生干扰，严重时，拉曼信号会被完全淹没。光致发光信号的特点是谱带较宽，最高强度处的波长（或频率）一定。根据 这个特点，拉曼光谱仪一般都配备多种激光器，当一种激光激发样品时产生很强的光致发光干扰信号时，就改用另一种激光，目的是避开光致发光的干扰。我校新购 的这台激光拉曼光谱仪，配有三种激光：氩离子激光器的514.5nm激光、氦氖激光器的632.8nm激光、和二极管激光器的785nm激光，是这几年国 内所引进的拉曼光谱仪中，激光种类配备较全的一台。

　　测试范围：

　　1）使用氩离子激光器，50 ~ 9400cm^-1

　　2）使用氦氖激光器，100 ~ 5800cm^-1

　　3）使用二极管激光器，100 ~ 3200cm^-1

　　最小测试面积：1平方微米；

　　分辨率：1 ~ 2cm^-1（随选用的光栅不同而不同）。

　　该仪器可对固态、液态、气态的有机或无机样品进行非破坏性分析，如用于岩石矿物组成、矿物固液气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料等的鉴定。

　　a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；

　　b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。

　　c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。