拉曼光谱仪的原理是什么？

拉曼光谱仪是测什么的?它的原理是什么？~

拉曼光谱仪是一种光谱仪系列的简称，基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现拉曼散射效应。拉曼光谱仪的原理是什么？又能测什么物质呢？
　　1. 拉曼光谱基本原理
　　当一束频率为V0的单色光照射到样品上后，分子(或原子)可以使入射光发生散射或者反射。大部分光只是改变方向发生散射，而光的频率仍与激发光的频率(即V0)相同，这种散射称为瑞利散射(，大约占据99%左右;约占总散射光强度的 10E-6～10E-10的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了，不同于激发光的频率，称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的，即V1V0的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。拉曼光谱可以作为分子结构定性分析。激光入射到样品，产生散射光：散射光为弹性散射，频率不发生改变为瑞丽(Rayleigh)散射;散射光为非弹性散射，频率发生改变为拉曼(Raman)散射。如图：Rayleigh散射(左)： 弹性碰撞;无能量交换，仅改变方向;Raman散射(右)： 非弹性碰撞;方向改变且有能量交换。其中，E0基态，E1振动激发态;E0+ hν0，E1+ hν0激发虚态;获得能量后，跃迁到激发虚态。

2.拉曼光谱仪组成和使用
　　散射光相对于入射光频率位移与散射光强度形成的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱仪一般由光源、外光路、色散系统、及信息处理与显示系统五部分组成。那么拉曼光谱仪能够测什么呢？
　　拉曼光谱仪的使用，首先要具有激发波长，一般使用的激发波长都是几个固定的，如785nm,532nm, 1064nm等等。其次要有接收器，由于拉曼散射的信号无方向性，所以要使用如积分球、准直透镜等采样附件。由于拉曼光谱具有分辨率较高等特点，故其可以广泛应用于有机物、无机物以及生物样品的应用分析中。
3.拉曼光谱仪谱图提供丰富的物质信息
　　拉曼谱线的数目、拉曼位移、和谱线强度等参量提供了被散射分子及晶体结构的有关信息，能够揭示原子的空间排列和相互作用。
综上所述，拉曼光谱仪凭借其优势能够很好地提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量；目前，拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认

当一束频率为v0的单色光照射到样品上后，分子可以使入射光发生散射。大部分光只是改变方向发生散射，而光的频率仍与激发光的频率相同，这种散射称为瑞利散射；约占总散射光强度的 10-6～10-10的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了，不同于激发光的频率，称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的称为斯托克斯散射，频率增加的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。 散射光与入射光之间的频率差v称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本身的结构有关。拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的。拉曼位移取决于分子振动能及的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据。

其原理为当一束频率为v0的单色光照射到样品上后，分子可以使入射光发生散射。大部分光只是改变光的传播方向，从而发生散射，而穿过分子的透射光的频率，仍与入射光的频率相同，这时，称这种散射称为瑞利散射；还有一种散射光，它约占总散射光强度的 10^-6～10^-10，该散射光不仅传播方向发生了改变，而且该散射光的频率也发生了改变，从而不同于激发光（入射光）的频率，因此称该散射光为拉曼散射。在拉曼散射中，散射光频率相对入射光频率减少的，称之为斯托克斯散射，因此相反的情况，频率增加的散射，称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常大多测定的是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。
散射光与入射光之间的频率差v称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本身的结构有关。拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的（电子云发生变化）。拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据。

拉曼光谱仪的原理是利用拉曼散射来测量物质的成分、分子结构和相互作用及变化过程。
它最大的优点是快速和无损。
快速：几秒就可以出结果；
无损：不损伤被测物质，也无需制样。
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拉曼光谱仪的用途非常广泛，也简单介绍一些。
制药工程：药品检测、原料检测与质量控制、结晶过程监视等；
宝石鉴定：珠宝玉石的品种、真假、染色及注胶鉴定、成因分析、产地鉴别等；
公共安全：毒品、违禁品、有毒物质、易燃物质快速检测；
食品安全：农兽药残留、食品添加剂、非法添加剂检测；
环保、环境科学：水质监测、沉淀物分析、污染检测等；
生物医药：活性状态下实时研究生物大分子的结构及其变化，DNA鉴别、疾病初步诊断、病原体微生物检测、早期癌症检测等；
化学研究：鉴别特殊的结构特征或特征基团等；
高分子材料：分子结构与组成、分子相互作用，立体规整性、结晶与去向等；
中草药研究：成分分析、无损鉴别、药物优化等；
文物鉴定：文物的真假及年份的无损伤鉴定；
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拉曼光谱仪这个产品已经很成熟了，
业内知名的厂家比如赛默飞、布鲁克、元谱光电、卡尔蔡司等，核心技术指标里边，像精度、稳定性等，差别都很小。
关键还是得看各家的服务和价格，
服务比如培训、技术支持、维修响应等，
价格得看同型号的仪器，哪家优惠，活动折扣给的大。

单色激光光源发出的单色光照射到样品上，一部分光只在运动方向上发生改变，不与样品产生能量交换，这部分光叫做瑞利散射，也叫弹性散射，这部分光不携带样品信息。另一部分光除了发生运动方向的改变之外还与样品之间发生能量交换，产生非弹性散射，也叫做拉曼散射，这部分光的频率产生位移，位移的大小只与样品结构有关，从而能够给出被分析物质的结构信息。

拉曼光谱仪中激光光源发出的单色光打到样品上产生的散射光经过一个过滤瑞利散射的滤光片后经过光栅分光，最后到达检测器被接收。

拉曼原理图

                                                                                           

拉曼光谱图

        拉曼光谱具有谱峰尖锐，特征信号丰富的特点，同时拉曼光谱反映的是分子骨架振动，适宜区分同分异构体，因此常用于原辅料的鉴别工作。安捷伦为客户提供便携式的拉曼光谱仪，可根据使用场景为客户提供手持拉曼光谱仪（Vaya）和移动式拉曼光谱仪（RapID），满足来料鉴别的需求。

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