拉曼光譜是基于自發(fā)或受激拉曼散射(一種非彈性光散射)的一大類光譜方法。它是以錢德拉舍卡拉·文卡塔·拉曼爵士的名字命名的，他首先用實驗證明了拉曼散射。 3u;oQ5 <(v 拉曼光譜用于許多不同的目的(參見下面的應(yīng)用部分)，它的變體取決于不同的操作原理。它們還涉及到完全不同的儀器，例如所使用的激光器類型。 Uv.)?YeGh ]oxZ77ciL 自發(fā)拉曼散射
+ 0~YP*I`/ c:0L+OF}xY 工作原理 9my^ Y9B 在大多數(shù)情況下，利用由單個光源引起的自發(fā)拉曼散射。所研究的樣品受到光帶寬足夠窄的強(qiáng)光束（通常是連續(xù)波激光束）的照射。散射光主要由瑞利散射產(chǎn)生，但也有一小部分由拉曼散射產(chǎn)生。 OH88 n69 瑞利散射產(chǎn)生的光具有不變的光頻率（除了可能的多普勒效應(yīng)，該效應(yīng)通常很弱），而拉曼散射產(chǎn)生的散射成分具有顯著改變的光頻率和波長。必須使用合適的拉曼光譜儀來分析這些頻移分量。 q@qsp&0/ 上述光頻率的變化是由光與所研究介質(zhì)的非彈性相互作用引起的。 6-I'>\U~ 例如，激光可以擊中氣體中最初處于基態(tài)的分子。 ,^:.dFH6 當(dāng)發(fā)生自發(fā)拉曼散射時，分子被激發(fā)到更高的振動/旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且散射光子的能量被該激發(fā)能量降低。還可能發(fā)生分子最初處于激發(fā)態(tài)并被激光束去激發(fā)，導(dǎo)致反斯托克斯位移，即導(dǎo)致散射光的光學(xué)頻率增加。 :
'c&,oLY 通過測量光譜因此，人們可以獲得有關(guān)所研究樣品中材料的激發(fā)態(tài)的信息。光譜內(nèi)通常有明確定義的“拉曼線”。 >bxS3FCX 例如對應(yīng)于材料的某些振動模式的能量。 .h[:xYm 這些線條的圖案通常會形成某些物質(zhì)的清晰“光譜指紋”。所使用的拉曼光譜儀可能基于與靈敏光電探測器相結(jié)合的可調(diào)諧單色儀。使用其他類型的光譜儀（如包含光電探測器陣列或基于傅里葉變換光譜儀）可以實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)采集。 hj:, S | 通常研究的激發(fā)是頻率為 1THz 至 100THz 量級的分子振動或晶格聲子。在大多數(shù)情況下，所使用的光頻率要高得多（數(shù)百太赫茲）。 R@0 R`Zs 獲得的拉曼光譜通常不在水平軸上顯示絕對光頻率，而是以cm -1為單位顯示波數(shù)差（理解為反波長）。這些差異與光頻率或光子能量的差異成正比。例如，1cm -1的差對應(yīng)于約30GHz的頻率差。 / mMV{[ K8~d^G
:t[_:3@ 圖 1：熔融石英的拉曼光譜。與提供非常尖銳的拉曼線的單分子相比，由于存在大量不同的聲子模式，因此獲得了相當(dāng)廣泛的分布。
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