喇曼光谱与光谱技术

喇曼光谱与光谱技术内容摘要：

谱 Raman散射与红外吸收方法机理不同 ， 所遵守的选择定则也不同。 两种方法可以相互补充 ， 这样对分子的问题可以更周密的研究。 下图是 Nylon 66的Raman与红外光谱图。 中国科学技术大学物理系 3. 喇曼光谱的实验装置 喇曼分光光度计有成套的设备 ， 也可以分部件装配。 下图为谱仪的装置示意图 ， 主要有激光光源 ， 外光路系统及样品装置 ， 单色仪和探测记录装置 ， 现分述如下。 中国科学技术大学物理系 中国科学技术大学物理系 激光光源 激光出现以前主要用低压水银灯作为光源 ， 目前已很少使用。 为了激发喇曼光谱 ， 对光源最主要的要求是应当具有相当好的单色性 ， 即线宽要窄 ，并能够在试样上给出高辐照度。 气体激光器能满足这些要求 ， 自准性能好 ， 并且是平面偏振的。 各种气体激光器可以提供许多条功率水平不同的分立波数的激发线。 最常用的是氩离子激光 ， 波长为 ， 单频输出功率为～ 1W左右。 也可以用氦氖激光 （ ， 约 中国科学技术大学物理系 50mW）。 天津港东的激光喇曼 /荧光光谱仪用的是倍频的 YVO4:Nd激光 ， 波长为 具有一定波长的激光实际上是由许多波数略有差异的纵模组成 ， 这些模的集合构成一个带的包迹 ，其宽度决定这个激光波数的观测宽度。 以氩离子激光的 （ 19430cm1） 这条线为例 ， 通常它的线宽为。 如果采用腔内选模标准具后 ，线宽变得极窄 ， 可达。 此时 ， 单模输出功率约降到多模输出的二分之一。 单模工作的激光器对于高分辨光谱研究很重要。 中国科学技术大学物理系 外光路系统及样品装置 激光器之后到单色仪之前为外光路系统和试样装置 ， 它的作用是为了要在试样上得到最有效的照射 ， 最大限度地收集散射光 ， 还要适合于作不同状态的试样在各种不同条件 （ 如高 ，低温等 ） 下的测试。 中国科学技术大学物理系 由于喇曼散射的效率很低 ， 试样装置要能以最有效的方式照射样品和聚集散射光 ， 它的光学设计是非常重要的。 通常采用聚焦激光束照射到试样上 ， 以提高试样上的辐照度 ， 产生喇曼散射。 一般用透镜 L1聚焦激光束 ， 使其最集中的区域（ 束腰处直径可达 10μm ） 照射到试样上 ， 试样上的辐照度大约可增大一千倍。 如功率密度太高会损坏样品时 ， 则不用透镜。 透镜 L2把样品上被激光束照明的焦柱部分准确地成象在单色仪的入射 中国科学技术大学物理系 中国科学技术大学物理系 狭缝上 ， 以最佳的立体角聚集散射光 ， 并使之与单色仪的集光立体角相匹配。 试样室内的凹面镜M1和 M2是用以提高散射强度的 ， M1把透过试样的激光束反射回来多次通过试样 ， 以增强激光对试样的激发效率。 对于透明试样照射光的强度增大五倍以上。 M2则把反方。