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拉曼光谱仪广泛应用于物理、化学、材料等诸多领域。 随着拉曼技术的不断发展,相信未来的应用会越来越普遍。 本文主要介绍拉曼光谱仪的基本原理和组成。
拉曼光谱仪的原理非常简单。 当光线照射到样品上时,样品分子会散射入射光。 大部分散射光的频率保持不变,称为瑞利散射,部分散射光的频率称为拉曼散射。 散射光和入射光之间的频率差称为拉曼位移。
拉曼光谱仪主要通过拉曼位移确定物质的分子结构,可以对固体、液体、气体、有机物、聚合物等样品进行定量和定性分析。
目前,根据拉曼光谱仪的应用,可分为傅里叶变换拉曼光谱、共焦显微拉曼光谱、表面增强激光拉曼光谱等。
微型拉曼系统便携式拉曼光谱仪
不同的拉曼光谱仪的组成和结构会略有不同,但一般由激光光源、进样装置、滤光片、单色仪(或干涉仪)和检测器组成。
激光显微拉曼光谱仪光路图
1、激发光源:
常用的有Ar离子激光器、Kr离子激光器、He-Ne激光器、Nd-YAG激光器、二极管激光器等。 拉曼激发光源波长:325nm(紫外)、488nm(蓝绿)、514nm(绿)、633nm(红)、785nm(红)、1064nm(IR)。
2、样品装置:
样品放置方法,包括直接光学接口、显微镜、光纤探头和样品。
3、滤光片:
激光波长处的散射光(瑞利光)比拉曼信号强几个数量级,在进入检测器之前必须进行过滤。 此外,为防止样品受到外部辐射源的照射拉曼光纤光谱仪,需要设置合适的滤光片或物理屏障。
4、单色仪和迈克尔逊干涉仪:
有单光栅、双光栅或三光栅之分,一般采用的平面全息光栅干涉仪与FTIR所用的一般相同,都是多层硅涂层CaF2或Fe2O3涂层CaF2分束器。 还提供石英分束器和扩展范围的溴化钾分束器。
5、探测器:
传统上拉曼光纤光谱仪,使用光电倍增管。 目前多采用CCD探测器。 FTRaman 通常使用的检测器是 Ge 或 InGaAs 检测器。
以上只是对拉曼光谱仪的基本原理和组成的简单介绍。 在接下来的文章中,我们将介绍拉曼光谱仪的应用场合以及如何选择。
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