拉曼光譜是一種基于
拉曼散射現(xiàn)象的光譜技術(shù)。
當(dāng)一束單色光（通常是激光）照射到樣品上時(shí)，絕大多數(shù)光子會(huì)發(fā)生彈性散射——即瑞利散射，其能量（波長）不發(fā)生改變。但大約只有千萬分之一的光子會(huì)發(fā)生非彈性散射，即拉曼散射：光子與分子發(fā)生能量交換，導(dǎo)致散射光的頻率相對(duì)于入射光發(fā)生微小偏移。
一、拉曼光譜儀是如何工作的
一臺(tái)典型的拉曼光譜儀主要由以下幾個(gè)部分組成：
- 激光光源?
提供高單色性、高亮度的激發(fā)光，常用波長包括 532 nm、785 nm、1064 nm 等。不同波長適用于不同樣品，例如 785 nm 更適合抑制熒光干擾。 - 光學(xué)系統(tǒng)?
包括聚焦透鏡、濾光片和收集光路，用于將激光精確聚焦到樣品上，并高效收集微弱的拉曼散射光。 - 光譜儀與探測器?
通過光柵將散射光按波長色散，再由高靈敏度探測器（如 CCD 或 InGaAs 陣列）記錄光譜信號(hào)。 - 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)?
對(duì)采集到的光譜進(jìn)行去噪、基線校正、峰位識(shí)別和數(shù)據(jù)庫比對(duì)，最終輸出物質(zhì)的定性或定量分析結(jié)果。
二、為什么拉曼光譜如此重要
1. 無損、非接觸檢測
拉曼光譜不需要對(duì)樣品進(jìn)行染色、切片或化學(xué)處理，甚至可以通過透明包裝（如玻璃、塑料）直接測量，非常適合珍貴文物、活體組織、危險(xiǎn)品等對(duì)象的檢測。
2. 水的干擾極小
與紅外光譜不同，水是弱拉曼散射體，因此拉曼光譜特別適合水溶液體系，如生物細(xì)胞、藥物制劑、環(huán)境監(jiān)測樣品等。
3. 空間分辨率高
結(jié)合顯微鏡技術(shù)，拉曼光譜可實(shí)現(xiàn)微米甚至亞微米尺度的空間分辨，用于材料微區(qū)分析、細(xì)胞成像、礦物包裹體研究等。
4. 快速、可原位測量
從幾秒到幾分鐘即可獲得一張光譜，配合便攜式和手持設(shè)備，可在現(xiàn)場、工廠、野外等實(shí)際場景中直接分析。
