HORIBA帶您了解什么是拉曼光譜？

拉曼光譜是一種無損的分析技術，它是基于光和材料的相互作用而產生的。拉曼光譜可以提供樣品化學結構、相和形態、結晶度及分子相互作用的詳細信息。

 拉曼是一種光散射技術。激光光源的高強度入射光被分子散射時，大多數散射光與入射激光具有相同的波長(顏色)，這種散射稱為瑞利散射。然而，還有極小一部分(大約1/109)散射光的波長(顏色)與入射光不同，其波長的改變由測試樣品(所謂散射物質)的化學結構所決定，這部分散射光稱為拉曼散射。阿司匹林的拉曼光譜，嵌入圖片為光譜局部細節放大

一張拉曼譜圖通常由一定數量的拉曼峰構成，每個拉曼峰代表了相應的拉曼散射光的波長位置和強度。每個譜峰對應于一種特定的分子鍵振動，其中既包括單一的化學鍵，例如C-C，C=C，N-O，C-H等，也包括由數個化學鍵組成的基團的振動，例如苯環的呼吸振動、多聚物長鏈的振動以及晶格振動等

拉曼光譜能提供什么信息？

拉曼光譜能夠探測材料的化學結構，它提供的信息包括：

化學結構和化學鑒別

相和形態

應力

污染物和雜質

 一般而言，拉曼光譜是特定分子或材料獨有的化學指紋，能夠用于快速確認材料種類或者區分不同的材料。在拉曼光譜數據庫中包含著數千條光譜，通過快速搜索，找到與被分析物質相匹配的光譜數據，即可鑒別被分析物質。
拉曼光譜既可用于定性測試還可用于定量測試

通常情況下，拉曼光譜( 包括峰位和相對強度) 提供了物質****的化學指紋，可以用于識別該物質并區別于其他物質。實際測試的拉曼光譜往往很復雜，通過譜峰歸屬來判定未知物相對比較復雜，而通過拉曼光譜數據庫進行搜索來尋找與之匹配的結果，則可以快速對未知物進行判別。

在其它條件不變的情況下，光譜的強度正比于樣品濃度。通過標準濃度的樣品來確定峰強和濃度之間的關系( 標準曲線) 后，即可進行濃度分析。對于混合物，相對峰強可以提供各種組分相對濃度的信息，與此同時，**峰強可以體現**濃度信息( 參考標準濃度校正)。
拉曼光譜可以用于顯微分析

拉曼光譜可以用于顯微分析，其空間分辨率在0.5 μm~1.0 μm 量級。這種分析可以通過顯微拉曼光譜儀實現。

顯微拉曼光譜儀把拉曼光譜儀和標準的光學顯微鏡耦合在一起，可以在高放大倍數下觀察樣品形貌或將激光束聚焦成為一個微小的激光光斑，進行拉曼分析。顯微拉曼測試的步驟非常簡單：只需要將樣品置于顯微鏡之下聚焦，即可進行拉曼測量。

真共焦顯微拉曼光譜儀可以用來分析微米尺寸的樣品，還可以用來分析多層樣品( 多層聚合物覆膜) 中不同的層，也可以分析透明樣品表面下的污染物或其它特征( 例如玻璃中的雜質、礦物中的液體或氣體包容物)。

借助于自動平臺，可以實現拉曼光譜成像。拉曼成像包含了從樣品上不同位置獲取的數千條拉曼光譜，基于這些光譜生成偽彩圖像。拉曼成像可以顯示出各種化學組分的分布，或者其它因素( 相、多形態、應力、結晶性) 導致的變化的分布。
顯微拉曼光譜儀的歷史
HORIBA Scientific 整合了60年代至90年代拉曼儀器的主要**者-Spex Industries、Coderg/Lirinord/Dilor和Jobin Yvon。自60年代開始，HORIBA Scientific一直處于拉曼光譜發展的前沿。
拉曼顯微鏡是在 Michel Delhaye 教授和 Edouard DaSilva 的指導下在法國里爾開發，由 Lirinord（現為 HORIBA Scientific）商業化為儀器MOLE（分子光學激光檢查器）進行生產。它是作為 Castaing 電子顯微鏡的分子模擬而發展起來的。因此，它提供了有關凝聚相材料的鍵合信息；除了檢測分子鍵之外，鑒定結晶相和其他更微妙的影響也證明了重要的意義。
顯微鏡起初與掃描雙光柵單色儀（c. 1972）集成在一起。當高靈敏度、低噪聲多通道檢測器問世時（1980 年代中期），三段式光譜儀作為集成組件與顯微鏡一起被引入。 1990 年，全息陷波濾波器被證明具有**的激光抑制能力，因此拉曼顯微鏡可以建立在單級光譜儀上并提供更高的靈敏度。與原始掃描雙單色器相比，可比較光譜的收集時間（給定激光功率的分辨率和信噪比）現在至少比 35 年前高出兩到三個數量級。
這些核心**是由在 Delhaye 教授實驗室接受培訓的科學家和工程師在法國北部的 HORIBA Scientific 實驗室中率先進行的，他們充分利用了可用的硬件。這包括全息光柵、陷波濾波器、風冷激光器、多通道探測器（首先是增強型二極管陣列，然后是 CCD）、高功率計算機以及相關的電子和軟件開發。
拉曼技術的新發展包括 SRS（受激拉曼散射）、SERS（表面增強拉曼散射）、TERS（**增強拉曼散射）、與電子顯微鏡和原子力顯微鏡的集成、混合單臺系統（例如，拉曼-PL ，落射熒光，光電流），透射拉曼（用于真正的散裝材料分析）。
HORIBA Scientific作為行業中的佼佼者，30 多年來，配備精良的應用實驗室和科學家們一直在開發這些**儀器的應用。

拉曼光譜可分析的典型樣品

拉曼光譜可以用來分析很多不同類型的樣品，通常包括以下種類：

固體、粉末、液體、膠體、軟膏、氣體

無機材料、有機材料、生物材料

純物質、混和物、溶液

一般來說，拉曼不適合分析以下樣品：

金屬

目前拉曼光譜應用的典型例子包括：

藝術品和考古 - 顏料、陶瓷以及寶石的表征與鑒定

碳材料 - 碳納米管的結構與純度、缺陷/ 無序度表征

化學 - 結構、純度、反應監控

地質學 - 礦物鑒別和分布、包裹體、相變

生命科學 - 單個細胞或組織表征，**、**診斷

藥學 - **成分均勻性和組分分布

半導體 - 純度、摻入成分、應力

固體、液體和氣體的拉曼光譜分析

幾乎所有包含真實的分子鍵的物質都可以用于拉曼光譜分析，即固體、粉末、軟膏、液體、膠體和氣體都可以使用拉曼光譜進行分析。但是，通常金屬是無法通過拉曼光譜進行分析的。

雖然氣體樣品也可以通過拉曼光譜進行分析，但是由于氣體的分子密度特別低，所以測量氣體的拉曼光譜相對較難，通常需要用到大功率激光器和較長路徑的樣品池。在某些情況下，氣體的壓力很高，例如礦物中的氣體包裹體，此時普通的拉曼光譜儀就可以滿足測試要求。

混合材料樣品的拉曼光譜分析

從某個樣品獲取的拉曼光譜包含了測試體積( 激光照射到的體積) 內所有分子的信息。因此，混合物的拉曼光譜中包含了代表測試體積內所有不同分子的拉曼信號。如果混合樣品的各種成分是已知的，那么根據相對峰強可以衡量混合物組分的相對含量。