拉曼光谱仪器测试原理与仪器使用指南
基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）发现拉曼散射效应：不同的入射光频率的散射光谱进行分析所得到的分子振动、转动的信息，并应用于分子结构分析研究的一种分析方法，称为拉曼光谱（Raman spectra）。其中，拉曼光谱是一种散射光谱。
1 激光拉曼光谱基本原理
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。
(图片来自百度)
Raman散射：两种跃迁能量差：△E=h(V0 -△V)，产生stokes线；强；基态分子多；△E=h(V0 +△V)，产生反stokes线；弱。Raman位移：Raman散射光与入射光频率差△n。
(图片来自百度)
斯托克斯线(Stokes)：基态分子跃迁到虚能级后不会到原处基态，而落到另一较高能级发射光子，发射的新光子能量hv'显然小于入射光子能量hv，△V 就是拉曼散射光谱的频率位移。反斯托克斯线(anti-Stokes)：发射光子频率高于原入射光子频率。
拉曼位移(Raman shift)：△V 即散射光频率与激发光频之差。拉曼位移△V 只取决于散射分子的结构，而与V0无关，所以拉曼光谱可以作为分子振动能级的指纹光谱。与入射光波长无光，适用于分子结构分析。
2 拉曼光谱仪
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。拉曼光谱仪分为激光Raman光谱仪(laser Raman spectroscopy)和傅立叶变换-拉曼光谱仪(FT-Ramanspectroscopy)。
1)、 激发光源： 常用的有Ar离子激光器，Kr离子激光器，He-Ne激光器，Nd-YAG激光器，二极管激光器等。拉曼激发光源波长：325nm(UV)，488nm(蓝绿)，514nm(绿)，633nm(红)，785nm(红)，1064nm(IR)。
2)、 样品装置： 样品放置方式，包括直接的光学界面，显微镜，光纤维探针和样品。
3)、 滤光器：激光波长的散射光（瑞利光）要比拉曼信号强几个数量级，必须在进入检测器前滤除，另外，为防止样品不被外辐射源照射，需要设置适宜的滤波器或者物理屏障。
4)、单色器和迈克尔逊干涉仪： 有单光栅、双光栅或三光栅，一般使用平面全息光栅干涉器一般与FTIR上使用的相同，为多层镀硅的CaF2或镀Fe2O3的CaF2分束器。也有用石英分束器及扩展范围的KBr分束器。
5)、 检测器：传统的采用光电倍增管，目前多采用CCD探测器，FTRaman常用的检测器为Ge或InGaAs检测器。
激光Raman光谱仪(laser Raman spectroscopy)：激光光源：He-Ne激光器，波长632.8nm；Ar激光器，波长514.5 nm，488.0nm；散射强度∝1/λ； 单色器： 光栅，多单色器； 检测器： 光电倍增管， 光子计数器。
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激光拉曼光谱因与红外光谱有着相同的波长范围且操作相对简单，因此备受重视。所具有的优点如下：光源频率可调、分辨性好，分辨率高、谱峰常为尖峰，样品用量少（常规用量2~2.5 ug,微量操作时用量为0.06 ug）、只有少量的倍频及组频、样品测试范围广涵盖水溶液样品。
激光拉曼光谱仪中的激光易激发出荧光，从而影响测定结果。为了避免弊端，研制了新型的傅里叶变换近红外激光拉曼光谱仪和共焦激光光谱仪。
傅立叶变换-拉曼光谱仪(FT-Ramanspectroscopy)：光源：Nd-YAG钇铝石榴石激光器（1.064μm）；检测器：高灵敏度的铟镓砷探头。激光光源、试样室、迈克尔逊干涉仪、特殊滤光器、检测器组成。
拉曼光谱仪器测试原理与仪器使用指南
