拉曼光譜儀因其具有的非侵入式、無(wú)破壞性、無(wú)需試樣預(yù)處理準(zhǔn)備等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，人們已研制出適合不同行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用需求的拉曼光譜儀。

　　拉曼光譜儀主要由激光光源、收集光路、分光光路及信號(hào)采集和分析系統(tǒng)組成。對(duì)拉曼光譜儀的一般要求是Zda程度地探測(cè)到來(lái)自檢材的拉曼散射光、有較高的光譜分辨率和頻移精度等。一般而言，提高拉曼散射光的激發(fā)效率可有效提高來(lái)自試樣的拉曼散射光強(qiáng)度，而散射光激發(fā)效率的提高則有賴于儀器的使用對(duì)象及激光光源的選擇。

拉曼光譜儀的常用激光光源

　　作為拉曼光譜儀的激發(fā)光源，儀器的檢測(cè)對(duì)象及應(yīng)用場(chǎng)合決定了對(duì)激光光源的選擇。根據(jù)所用基質(zhì)的不同，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、液體激光器以及其它激光器等4類。

　　氣體激光器在拉曼光譜儀中的應(yīng)用十分廣泛，如氬離子激光器、氦氖激光器、CO2激光器和準(zhǔn)分子激光器等。氬離子激光器具有較高的輸出功率，波長(zhǎng)穩(wěn)定、線寬狹窄，而且環(huán)境溫度和光學(xué)系統(tǒng)調(diào)校對(duì)其工作波長(zhǎng)的影響不大。氬離子激光器屬于多譜線輸出，其主要輸出波長(zhǎng)為488nm與514.5nm，目前多采用空氣冷卻型氬離子激光器作拉曼光譜儀的激發(fā)光源。氦氖激光器制造工藝成熟、連續(xù)使用壽命長(zhǎng)，但輸出功率較低，其輸出波長(zhǎng)為632.8nm。CO2激光器屬于分子氣體激光器，有一定的調(diào)諧范圍，輸出波長(zhǎng)介于9.1～10.7nm。準(zhǔn)分子激光器的輸出功率高，并且相應(yīng)的激光范圍很寬，多用于紫外波段。

　　固體激光器主要有紅寶石激光器、Nd：YAG激光器、倍頻的Nd：YAG激光器和半導(dǎo)體激光器等。固體激光器的特點(diǎn)是輸出功率高、體積小且很堅(jiān)固。其中輸出為1064nm紅外光的Nd：YAG激光器常用于傅立葉變換拉曼光譜儀中。半導(dǎo)體激光器是所有激光器中效率Zgao且體積Z小的一種，輸出波長(zhǎng)范圍有375nm、405nm、635nm和780～980nm等。

　　液體激光器采用液體染料作泵浦介質(zhì)，一般在某個(gè)波長(zhǎng)范圍輸出波長(zhǎng)可調(diào)的激光，常用于共振拉曼光譜儀。

　　其它激光器中的自由電子激光器(FEL)可在一個(gè)寬的頻率范圍(微波至真空紫外)輸出平均功率為幾kW的相干共線激光。自旋反轉(zhuǎn)拉曼激光器則采用處于低溫和磁場(chǎng)下具有自旋反轉(zhuǎn)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料作基質(zhì)。色心激光器的基質(zhì)材料為堿鹵晶體，通過(guò)俘獲電子的空位畸變產(chǎn)生弛豫，導(dǎo)致粒子數(shù)反轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生激光。

　　由于拉曼光譜信號(hào)取決于物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而與激發(fā)光源的種類無(wú)關(guān)，因此對(duì)激發(fā)光源的要求并沒(méi)有固定模式，上述幾類激光器均可應(yīng)用于拉曼光譜儀。

拉曼光譜儀激光光源選擇

　　拉曼光譜儀激光器選擇原則：

　　1、拉曼散射效應(yīng)強(qiáng)度與激發(fā)光頻率的四次方成正比(與波長(zhǎng)的四次方成反比)，因此激發(fā)光頻率越大(波長(zhǎng)越小)，激發(fā)效果越明顯。

　　2、拉曼光譜儀激發(fā)波長(zhǎng)越接近分子的Zda吸收峰處的波長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生共振拉曼效應(yīng)，拉曼信號(hào)越強(qiáng)。

　　3、拉曼光譜儀用紫外激發(fā)，樣品產(chǎn)生的熒光和拉曼信號(hào)相個(gè)較遠(yuǎn)，因此不會(huì)有熒光干擾，用近紅外波長(zhǎng)激發(fā)，熒光信號(hào)弱，因此熒光干擾也小。

　　4、拉曼光譜儀紫外激發(fā)能量高，容易使樣品受到損傷，近紅外激發(fā)熱效應(yīng)大，容易使樣品受熱分解。

　　5、因?yàn)楸砻嬖鰪?qiáng)的基底一般是銀或金，銀基底或金基底在可見(jiàn)光激發(fā)下產(chǎn)生的增應(yīng)Z強(qiáng)，一般選514.5nm、532nm、633nm激發(fā)。