激光拉曼光谱仪的原理与结构图
文章出处： 人气：发表时间：2019-04-28 14:40
激光拉曼光谱实验利用英国RENISHAW公司 inVia 显微共焦激光拉曼光谱仪，提取物质的分子中原子之间的振动引起的拉曼位移特征谱，以确定物质分子或功能团的结构。该方法不接触、不损伤样品，效率高，重复性能好，是近代激光器发展以来对材料的物质结构进行测量的一种新方法。
一、光拉曼光谱仪组成结构
光拉曼光谱仪的基本组成有激光光源，样品池、单色器和检测记录系统四部分，现代新型仪器具有计算机控制和数据处理功能。图6.3是激光拉受光诺仪的示意图。由激光光源发出的光经反射镜和透镜照射在样品上，产生的散射光再经分光器后射至检测器上。激光光源多用连续式气体激光器，如He-Ne激光器，Ar 离子激光器和Kr离子激光器等，采用的单线愉出功率一般为10 -1000 mw。样品池常用微量毛细管池及常量的液体池、气体池和压片样品池。常用的单色器为两个光栅构成的双单色器。它具有成像质量好，分辨率高.杂散光小等特点。对于可见光讲区内的拉曼散射光，可用光电倍增管作为检侧器。通常以光子计数进行检测.现代光子计数器的动态范围可达几个数量级。
FT.拉曼光谱仪与FT.红外光谱仪类似，因此在FT.红外光谱仪上增加一个激光拉曼散射室的附件即可满足红外光谱与拉曼光谱应用与研究的需要。
二、基本原理
当波束为v0的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分被散射。如图1所示，在光谱图中有三种线，中央的是瑞利散射线，频率为v0，强度最强；低频一侧的是斯托克斯线，与瑞利线的频差为Δv，强度比瑞利线的强度弱很多，约为瑞利线的强度的几百万分之一至上万分之一；高频的一侧是反斯托克斯线，与瑞利线的频差亦为 ，和斯托克斯线对称的分布在瑞利线两侧，强度比斯托克斯线的强度又要弱很多，因此并不容易观察到反斯托克斯线的出现，但反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增大。斯托克斯线和反斯托克斯线通常称为拉曼线，其频率常表示为v0±Δv，Δv称为拉曼频移，多用散射光波长的倒数表示，计算公式为：
式中，λ和λ0分别为散射光和入射光的波长。Δv的单位为cm-1。
这种频移和激发线的频率无关，以任何频率激发这种物质，拉曼线均能伴随出现。因此从拉曼频移，我们就可以鉴别拉曼散射池所包含的物质。
三、拉曼光谱的特点
1、仪器型号
英国Renishaw inVia Reflex型显微共聚焦激光拉曼光谱仪。
2、激发光源：氩离子激光器，波长：514.5nm
3、光谱分辨率：1 cm-1
光谱重复率：0.5 cm-1
4、光谱采集低波数至：100 cm-1～
5、Renishaw拉曼光谱系统组成部分及光路图如图所示。
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