一文带你全方位了解拉曼光谱

（发现拉曼散射的印度科学家拉曼）

o 在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。“拉曼散射”是指一定频率的激光照射到样品表面时，物质中的分子与光子发生能量转移，振动态（例如：原子的摆动和扭动，化学键的摆动和振动）发生不同方式和程度的改变，然后散射出不同频率的光。频率的变化决定于散射物质的特性，不同种类的原子团振动的方式是独一的，因此可以产生与入射光频率有特定差值的散射光，其光谱就称为“指纹光谱”，可以照此原理鉴别出组成物质的分子的种类。这是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。

o 拉曼是一种光散射技术。激光光源的高强度入射光被分子散射时，大多数散射光与入射激光具有相同的波长（颜色），不能提供有用的信息，这种散射称为瑞利散射。然而，还有极小一部分（大约1/109）散射光的波长（颜色）与入射光不同，其波长的改变由测试样品（所谓散射物质）的化学结构所决定，这部分散射光称为拉曼散射。

o 拉曼散射光对称地分布在瑞利散射光的两侧，但其强度比瑞利散射光弱得多，通常只为瑞利光强度的10-6~10-9。

o 拉曼光谱是一种无损的分析技术，它是基于光和材料内化学键的相互作用而产生的，可以提供样品化学结构、相和形态、结晶度以及分子相互作用的详细信息。

o 拉曼光谱是分子振动的“指纹谱”，不同的物质分子具有不同的振动频率，因此常作为物质识别的重要依据。拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具；同时，拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究；拉曼一次可以同时覆盖约4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析；用于拉曼测量的样品无需预处理，具有无接触，无损，实时，快速，可透过透明包装直接对原辅料进行检测等一系列优点。

o 一张拉曼谱图通常由一定数量的拉曼峰构成，每个拉曼峰代表了相应的拉曼散射光的波长位置和强度。每个谱峰对应于一种特定的分子键振动，其中既包括单一的化学键，例如C-C, C=C, N-O, C-H等，也包括由数个化学键组成的基团的振动，例如苯环的呼吸振动，多聚物长链的振动以及晶格振动等。

拉曼光谱中可以得到以下信息：

o 一般而言，拉曼光谱是特定分子或材料独有的化学指纹，能够用于快速确认材料种类或者区分不同的材料。在拉曼光谱数据库中包含着数千条光谱，通过快速搜索，找到与被分析物质相匹配的光谱数据，即可鉴别被分析物质。

o 拉曼谱线的频率虽然随入射光频率而变化，但拉曼散射光的频率和瑞利散射光频率之差却基本上不随入射光频率而变化，而与样品分子的振动和转动能级有关。

o 此频率差称为拉曼频移（Raman shift），即拉曼光谱的横坐标。Δν=|ν0– νs|，即散射光频率与激发光频之差。Δv取决于分子振动能级的改变，所以它是特征的，并且拉曼光谱与入射光波长无关，适应于分子结构的分析。因此，拉曼位移是表征物质分子振动，转动能级特性的一个物理量。

o 拉曼光谱分析法是基于印度科学家拉曼所发现的散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，其信号来源于分子的振动和转动，不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过拉曼光谱作成分分析。

o 激光拉曼光谱分析技术速度快且稳定性高，可进行无损探测，无需制备样品，适合水溶液分析，被广泛应用于药品、安全、食品、分析化学和生物学等诸多领域。博源光电提供了丰富的模块可以自由搭配出532nm，785nm等多种拉曼光谱测量装置，同时还提供了一系列便携式拉曼光谱仪可选择。

o 自从六十年代将激光器用于拉曼光谱仪后，拉曼光谱仪得到了飞速的发展。如今的拉曼光谱仪无论在检测精度和测试范围上都是以前的拉曼光谱仪所不能相比的。下图是激光拉曼光谱仪的示意图，它主要由光源、外光路系统、样品池、单色器、信号处理及输出系统等五部分组成。

下面跟小编一起来看下几款跟拉曼光谱测量相关的博源光电BROLIGHT产品吧！

o 由多模窄线宽激光器出射激光，通过拉曼探头聚焦于样品，与样品作用后产生的拉曼信号由探头收集经光纤传输至光纤光谱仪后得到样品最终的拉曼光谱。

o 该装置具有以下特点：

-  785nm/532nm/830nm多种激发波长可供选择

- 多种不同灵敏度等级的光谱仪可供选择

-  模块化设计的结构，方便学生理解和掌握拉曼光谱仪器的基本原理、组成和结构

-  采用行业内标准的接口设计，方便光谱仪、拉曼探头和激光器的快速连接和高效率的耦合，也极大地确保了实验的安全性

-  配置了拉曼样品池和拉曼样品台，方便对液体和固体样品进行分析测试

-  专业的智能软件，专门为教学和科研而开发，方便学生和老师实验操作和数据处理

（四氯化碳拉曼光谱）

（乙醇拉曼光谱）

o 根据激发波长的不同，将便携式拉曼光谱仪分为了便携式785拉曼光谱仪和便携式532拉曼光谱仪，其配备了窄线宽低功耗激光器，其光谱范围最高可达4000cm-1，光谱分辨率最高可优于8cm-1。可根据拉曼光谱的强弱程度，选择不同灵敏度的规格，分别为01通用型和02高灵敏型。仪器性能稳定，方便携带，并支持OEM定制和二次开发，为实验室和现场的拉曼检测提供了极大的便利性。

-  激光功率可调，可针对不同样品进行检测

-  高集成度，仪器体积小，重量轻，便于携带

-  配备液体样品支架等采样附件，操作简单，使用便捷

-  支持深度定制

（酒精785拉曼光谱）

（酒精532拉曼光谱）