拉曼光谱仪
Raman光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号源自分子的振动和转动。它能够对样品进行定性分析、定量分析和结构分析。
当光与物质中的分子相互作用时,拉曼效应就发生了。如果样品用单色光照射,入射光就会被分子层面的结构散射开来。大多数的散射光是相对入射光波长、频率不变的Rayleigh散射,一小部分光是波长和频率发生变化的拉曼散射。
拉曼光谱仪通常是采用激光作为光源,将激光通过透镜聚焦在样品上,然后收集散射光,散射光通过滤光装置滤掉元波长的散射光(瑞利散射),然后被分解成不同波长的光入射进探测器。探测器将光信号转为电信号输入电脑,获得拉曼光谱。
目前,根据拉曼光谱仪的应用情况可以分为傅立叶变换拉曼光谱、共焦显微拉曼光谱、表面增强激光拉曼光谱等。
拉曼光谱仪的主体结构:
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。
2、 收集光学系统:
一般根据光路的前后顺序为:前置单色仪、偏振旋转器、聚焦透镜、样品、收集散射光透镜组、检偏器等
根据激光入射和收集散射光角度的不同,散射配置有0°、90°和180°。
3、 单色器和迈克尔逊干涉仪:
单色器有单光栅、双光栅或三光栅,一般使用平面全息光栅干涉器。干涉仪一般与FTIR上使用的相同,为多层镀硅的CaF2或镀Fe2O3的CaF2分束器。也有用石英分束器及扩展范围的KBr分束器。
4、 检测和控制系统:
目前多采用CCD探测器,FTRaman常用的检测器为Ge或InGaAs检测器。
拉曼光谱仪的优势:
1、不需要对样品进行预处理,也无需进行样品制备,样品可直接检测;
2、适合研究水溶液体系;
3、测定时间短,灵敏度高;
4、可实现无损检测。
应用领域:
科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域、物质成分的判定和确认、毒品检测和珠宝鉴定等领域。
拉曼光谱仪和其他探测仪器如扫描电子显微镜等结合起来能扩大拉曼光谱的应用。