詳述激光拉曼光譜儀基本原理

基于印度科學(xué)家C.V.拉曼（Raman）發(fā)現(xiàn)拉曼散射效應(yīng)：不同的入射光頻率的散射光譜進(jìn)行分析所得到的分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)分析研究的一種分析方法，稱為拉曼光譜（Raman spectra）。其中，拉曼光譜是一種散射光譜。

激光拉曼光譜基本原理

激光入射到樣品，產(chǎn)生散射光：散射光為彈性散射，頻率不發(fā)生改變?yōu)槿瘥?Rayleigh)散射；散射光為非彈性散射，頻率發(fā)生改變?yōu)槔?Raman)散射。如圖：Rayleigh散射(左)： 彈性碰撞；無(wú)能量交換，僅改變方向；Raman散射（右）：  非彈性碰撞；方向改變且有能量交換。其中，E0基態(tài)， E1振動(dòng)激發(fā)態(tài)； E0+ hν0 ，E1+ hν0 激發(fā)虛態(tài)；獲得能量后，躍遷到激發(fā)虛態(tài)。

斯托克斯線(Stokes)：基態(tài)分子躍遷到虛能級(jí)后不會(huì)到原處基態(tài)，而落到另一較高能級(jí)發(fā)射光子，發(fā)射的新光子能量hv‘顯然小于入射光子能量hv，△V 就是拉曼散射光譜的頻率位移。反斯托克斯線(anti-Stokes)：發(fā)射光子頻率高于原入射光子頻率。
拉曼位移(Raman shift)：△V 即散射光頻率與激發(fā)光頻之差。拉曼位移△V 只取決于散射分子的結(jié)構(gòu)，而與V0無(wú)關(guān)，所以拉曼光譜可以作為分子振動(dòng)能級(jí)的指紋光譜。與入射光波長(zhǎng)無(wú)光，適用于分子結(jié)構(gòu)分析。