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【参数解读总结篇】拉曼光谱仪的技术参数解读与使用

  • 老多_小多
    2014/01/19
  • 私聊

拉曼光谱

  • 【参数解读】拉曼光谱仪的技术参数解读与使用
    http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20131206/5096242/

    拉曼(Raman)光谱与红外吸收光谱同为研究物质的分子振动能级来分析物质的组成,但相对于红外吸收光谱,拉曼光谱的谱线通常较为简单且有独特性,而且被测物不需进行前处理,因此在判读物质的组成成分时有明显的优势, 然而以前拉曼光谱由于系统组成复杂庞大且昂贵,只有极少数的专家有能力购买与驾驭,从而限制了其应用的推广。幸运的是,近年来由于元器件(全息陷波滤光片,科学级CCD探测器等) 的革命性发展,使得Raman光谱的测量不再昂贵艰难,从而带动了拉曼光谱研究的热潮与普及。

    拉曼光谱仪可分为5个部分:激光光源、样品室、分光系统、光电探测系统、记录仪和计算机。



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    激光拉曼光谱仪适用于液体、固体样品的分析, 配有旨在减小杂散光的陷波滤波器。

    1、常用的激光器都是哪些?你的仪器配置几个?
    325,355,457, 488, 514, 532, 633, 785;一般的设备可以配置3个

    2、共焦显微镜拉曼光谱和激光拉曼光谱的仪器配置和应用区别在哪?
    共聚焦拉曼利用共聚焦孔pinhole提供非常高的空间分辨率;非常适合纳米材料领域的研究

    3、探测器都有哪些?
    前入射、背入射CCD,开放式ccd, EMCCD, InGaAs

    4、应该如何根据测试样品来选择仪器配置?
    考虑仪器配置时,激光波长的选择非常重要。

    拉曼光谱仪一般由以下五个部分构成。

    一、光源
    它的功能是提供单色性好、功率大并且最好能多波长工作的入射光。目前拉曼光谱实验的光源己全部用激光器代替历史上使用的汞灯。对常规的拉曼光谱实验,常见的气体激光器基本上可以满足实验的需要。在某些拉曼光谱实验中要求入射光的强度稳定,这就要求激光器的输出功率稳定。

    二、外光路
    外光路部分包括聚光、集光、样品架.滤光和偏振等部件。
    (1) 聚光:用一块或二块焦距合适的会聚透镜,使样品处于会聚激光束的腰部,以提高样品光的辐照功率,可使样品在单位面积上辐照功率比不用透镜会聚前增强105倍。
    (2) 集光:常用透镜组或反射凹面镜作散射光的收集镜。通常是由相对孔径数值在1左右的透镜组成。为了更多地收集散射光,对某些实验样品可在集光镜对面和照明光传播方向上加反射镜。
    (3) 样品架:样品架的设计要保证使照明最有效和杂散光最少,尤其要避免入射激光进入光谱仪的入射狭缝。为此,对于透明样品,最佳的样品布置方案是使样品被照明部分呈光谱仪入射狭缝形状的长圆柱体,并使收集光方向垂直于入射光的传播方向。几种典型样品架的空间配置参见右图。
    (4) 滤光:安置滤光部件的主要目的是为了抑制杂散光以提高拉曼散射的信噪比。在样品前面,典型的滤光部件是前置单色器或干涉滤光片,它们可以滤去光源中非激光频率的大部分光能。小孔光栏对滤去激光器产生的等离子线有很好的作用。在样品后面,用合适的干涉滤光片或吸收盒可以滤去不需要的瑞利线的一大部分能量,提高拉曼散射的相对强度。
    (5) 偏振:做偏振谱测量时,必须在外光路中插入偏振元件。加入偏振旋转器可以改变入射光的偏振方向;在光谱仪入射狭缝前加入检偏器,可以改变进入光谱仪的散射光的偏振;在检偏器后设置偏振扰乱器,可以消除光谱仪的退偏干扰。

    三、色散系统
    色散系统使拉曼散射光按波长在空间分开,通常使用单色仪。由于拉曼散射强度很弱,因而要求拉曼光谱仪有很好的杂散光水平。各种光学部件的缺陷,尤其是光栅的缺陷,是仪器杂散光的主要来源。当仪器的杂散光本领小于10-4时,只能作气体、透明液体和透明晶体的拉曼光谱。

    四、接收系统
    拉曼散射信号的接收类型分单通道和多通道接收两种。光电倍增管接收就是单通道接收。

    五、信息处理
    为了提取拉曼散射信息,常用的电子学处理方法是直流放大、选频和光子计数,然后用记录仪或计算机接口软件画出图谱。

    欢迎大家参与讨论,补充自己想交流的参数,说说自己的认识或者提出自己的疑问!!!
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  • 土老冒豆豆

    第2楼2014/01/20

    应助达人

    我想了解拉曼仪的发射激光的部件大概寿命多长,也就是说大概用多久就得换配件了。

    还有我看到现在便携拉曼仪器用的是半导体制冷方式,我挺好奇这个半导体咋制冷啊,而且看操作软件显示的温度达到零下五十摄氏度这么低,咋办到的啊?

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  • 拉曼论坛

    第3楼2014/01/20

    激光器的种类很多,寿命也不同,325纳米氦镉激光器3000小时,514.5氩离子激光器5000到10000小时,固体激光器寿命较长。

    半导体制冷的是CCD,这个可以百度一下,呵呵,我也不在行。

    土老冒豆豆(土老冒豆豆) 发表:我想了解拉曼仪的发射激光的部件大概寿命多长,也就是说大概用多久就得换配件了。

    还有我看到现在便携拉曼仪器用的是半导体制冷方式,我挺好奇这个半导体咋制冷啊,而且看操作软件显示的温度达到零下五十摄氏度这么低,咋办到的啊?

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  • yjw329

    第4楼2014/01/24

    半导体制冷基于帕尔贴原理:用两种不同的导体A和B组成电路,通直流电时,在接头处除焦耳热以外还会释放出某种能量,而另一个接头则吸收热量,且这种现象是可逆的,改变电流方向时,放热和吸热的接头也随之对调,半导体材料的帕尔贴效应很强,所以实际应用的温差电制冷器都由半导体制成。
    先阶段,半导体制冷温度最低达到-90℃。而CCD在合适的温度范围内,温度越低,CCD的检测灵敏度越高,十分有利于弱拉曼效应的样品检测。

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  • shrimp

    第5楼2014/02/18

    能介绍下偏振谱检测的案例吗?

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  • 121153049

    第6楼2014/05/20

    能详细介绍哈 共聚焦拉曼和便携式激光拉曼嘛? 都是激光光源?便携式加装显微镜能做材料、医学研吗?

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  • dthj

    第7楼2014/08/08

    能详细介绍下激光波长对拉曼有什么影响吗?

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  • Insm_03d98b5

    第8楼2019/05/05

    激光波长越短,拉曼散射强度越强

    dthj(dthj) 发表:能详细介绍下激光波长对拉曼有什么影响吗?

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