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拉曼光谱仪的工作原理及行业应用

发表时间:2022-03-02  |  点击率:404
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;还可以应用于刑侦及珠宝行业进行检测及宝石的鉴定。该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确,以低波数测量能力著称;采用共焦光路设计以获得更高分辨率,可对样品表面进行um级的微区检测,也可用此进行显微影像测量。
工作原理
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。
拉曼光谱的行业运用:
1. 石油领域。检测石油产品质量、定性分析石油产品组成或种类。
2. 食品领域。用于食品成分的“证实”,以及掺杂物的“证伪”。
3. 农牧领域。农牧产品的分类及鉴定。
4. 化学、高分子、制药及医学相关领域。过程控制;质量控制、成分鉴定、药物鉴别、疾病诊断。
5. 珠宝行业。珠宝鉴定。
6. 环境保护。环保部门水质污染监测、表面污染检测和其他有机污染物。
7. 物理领域。光学器件和半导体元件研究。
8. 古物古玩鉴定等其他领域。
9. 地质领域。现场探矿、矿石成分的定量定性分析和包裹体的研究等。 

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