拉曼光譜儀通過分子振動引起分子極化率的變化，產(chǎn)生拉曼光譜。拉曼光譜不是觀察光的吸收，而是觀察光的非彈性散射。非彈性散射光很弱，過去較難觀測。激光拉曼光譜儀的出現(xiàn)使靈敏度和分辨力大大提高，應(yīng)用日益廣泛。

拉曼光譜儀的進展

　　1928年，印度物理學(xué)家拉曼首次發(fā)現(xiàn)曼散射效應(yīng)，榮獲1930年的諾貝爾物理學(xué)獎。

　　1928-1940年，拉曼光譜儀為研究分子結(jié)構(gòu)的主要手段。

　　1960年以后，激光技術(shù)的發(fā)展使拉曼技術(shù)得以復(fù)興。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等優(yōu)點，成為拉曼光譜儀的理想光源。隨探測技術(shù)的改進和對被測樣品要求的降低，目前在物理、化學(xué)、醫(yī)藥、工業(yè)等各個領(lǐng)域拉曼光譜得到了廣泛的應(yīng)用，越來越受研究者的重視。

拉曼光譜儀的原理

　　當光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結(jié)產(chǎn)生相互作用，就會發(fā)生拉曼效應(yīng)。對于自發(fā)拉曼效應(yīng)，光子將分子從基態(tài)激發(fā)到一個虛擬的能量狀態(tài)。當激發(fā)態(tài)的分子放出一個光子后并返回到一個不同于基態(tài)的旋轉(zhuǎn)或振動狀態(tài)。在基態(tài)與新狀態(tài)間的能量差會使得釋放光子的頻率與激發(fā)光線的波長不同。

　　如果Z終振動狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時能量高，所激發(fā)出來的光子頻率則較低，以確保系統(tǒng)的總能量守衡。這一個頻率的改變被名為Stokes shift。如果Z終振動狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時能量低，所激發(fā)出來的光子頻率則較高，這一個頻率的改變被名為Anti-Stokes shift。拉曼散射是由于能量透過光子和分子之間的相互作用而傳遞，就是一個非彈性散射的例子。

　　關(guān)于振動的配位，分子極化電位的改變或稱電子云的改變量，是分子拉曼效應(yīng)必定的結(jié)果。極化率的變化量將決定拉曼散射強度。該模式頻率的改變是由樣品的旋轉(zhuǎn)和振動狀態(tài)決定。

拉曼光譜儀的優(yōu)越性

　　拉曼光譜儀提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量。此外：

　　1、由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜儀是研究水溶液中的生物樣品和化合物的理想工具。

　　2、拉曼一次可以同時覆蓋50-4000波數(shù)的區(qū)間，可對有機物及無機物進行分析。相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器。

　　3、拉曼光譜儀譜峰清晰尖銳，更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫搜索、以及運用差異分析進行定性研究。在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中，獨立的拉曼區(qū)間的強度可以和功能集團的數(shù)量相關(guān)。

　　4、因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，拉曼光譜儀只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對常規(guī)紅外光譜一個很大的優(yōu)勢。而且，拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品。

　　5、共振拉曼效應(yīng)可以用來有選擇性地增強大生物分子特個發(fā)色基團的振動，這些發(fā)色基團的拉曼光強能被選擇性地增強1000到10000倍。

拉曼光譜儀研究意義

　　由于拉曼光譜儀具有制樣簡單、水的干擾少、拉曼光譜分辨率較高等特點，故其可以廣泛應(yīng)用于有機物、無機物以及生物樣品的應(yīng)用分析中。

　　拉曼光譜儀己廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、文物、寶石鑒定和法庭科學(xué)等領(lǐng)域。對文物樣品的無損分析研究。使文物的鑒定、年代的測定及文物的恢復(fù)和保存的方法更安全可靠;對爆 炸物、毒品、墨跡等的痕跡無損檢測為法庭提供科學(xué)證據(jù)的有力手段：對寶石的光譜分析研究對認識各地寶石中的包含物差異性。并使寶石的鑒別與評價有了科學(xué)依據(jù)。

　　近年來，拉曼光譜儀在細胞和組織的癌變方面的檢測也取得了很大的進展，隨著分析方法完善和研究病例的增多以及對于病變組織差異性的規(guī)律性認識深化。拉曼光譜發(fā)展成診斷腫瘤方法的可行性將得到確認.總之，隨著激光技術(shù)的發(fā)展和檢測裝置的改進。拉曼光譜儀在當代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。