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激光喇曼光譜儀的工作原理

 更新時間:2016-09-26 點擊量:4249
     激光喇曼光譜儀是用來分析物質(zhì)組分﹑結(jié)構(gòu)等的一種有效光譜分析儀器,其原理是入射激光會引起分子(或晶格)產(chǎn)生振動而損失(或獲得)部分能量,致使散射光頻率發(fā)生變化對散射光的分析,即拉曼光譜分析,可以探知分子的組分,結(jié)構(gòu)及相對含量等,因此被廣泛成為分子探針技術(shù)。該儀器是在1960后產(chǎn)生的,他的光源采用激光,這樣增加了拉曼信號的強度,增強了信號的的強度,使拉曼光譜擴大了適用范圍。目前拉曼光譜已成為現(xiàn)代材料結(jié)構(gòu)分析的基本技術(shù)手段。
    激光喇曼光譜儀廣泛應(yīng)用于物理﹑化學(xué)﹑生物醫(yī)學(xué)﹑材料科學(xué)﹑環(huán)境科學(xué)﹑石油化工﹑地質(zhì)藥物﹑食品﹑刑偵和珠寶等領(lǐng)域可進行未知物的無損傷鑒定,特別適合于材料微結(jié)構(gòu)的研究該型拉曼系統(tǒng)還可以進行樣品掃描和低溫分析,也可以用于材料的光致發(fā)光研究。他測試的優(yōu)點是可以對樣品進行無損傷測試,這是一些電鏡類測試儀器所不及的。
    激光喇曼光譜儀的工作原理:
    當一束頻率為v0的單色光照射到樣品上后,分子可以使入射光發(fā)生散射。大部分光只是改變光的傳播方向,從而發(fā)生散射,而穿過分子的透射光的頻率,仍與入射光的頻率相同,這時,稱這種散射稱為瑞利散射;還有一種散射光,它約占總散射光強度的 10^~10^,該散射光不僅傳播方向發(fā)生了改變,而且該散射光的頻率也發(fā)生了改變,從而不同于激發(fā)光(入射光)的頻率,因此稱該散射光為拉曼散射。在拉曼散射中,散射光頻率相對入射光頻率減少的,稱之為斯托克斯散射,因此相反的情況,頻率增加的散射,稱為反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多,拉曼光譜儀通常大多測定的是斯托克斯散射,也統(tǒng)稱為拉曼散射。
    散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移,拉曼位移與入射光頻率無關(guān),它只與散射分子本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。拉曼散射是由于分子極化率的改變而產(chǎn)生的(電子云發(fā)生變化)。拉曼位移取決于分子振動能級的變化,不同化學(xué)鍵或基團有特征的分子振動,ΔE反映了能級的變化,因此與之對應(yīng)的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光譜可以作為分子結(jié)構(gòu)定性分析的依據(jù)。
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