拉曼光谱分析仪

拉曼光谱发展历史，原理及应用

陈广宵 09506002

摘 要：论文综述拉曼光谱的发展历史，原理及应用。以及简介高温拉曼光谱技术。 关键词：拉曼光谱 原理 高温拉曼光谱技术

1.拉曼光谱的发展历史

印度物理学家拉曼于1928 年用水银灯照射苯液体, 发现了新的辐射谱线: 在入射光频率ω0 的两边出现呈对称分布的, 频率为ω 0- ω和ω 0+ ω的明锐边带, 这是属于一种新的分子辐射, 称为拉曼散射, 其中ω是介质的元激发频率。拉曼因发现这一新的分子辐射和所取得的许多光散射研究成果而获得了1930 年诺贝尔物理奖。与此同时, 前苏联兰茨堡格和曼德尔斯塔报导在石英晶体中发现了类似的现象, 即由光学声子引起的拉曼散射, 称之谓并合散射。法国罗卡特、卡本斯以及美国伍德证实了拉曼的观察研究的结果。然而到1940 年,拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱( 约为入射光强的10- 6) , 人们难以观测研究较弱的拉曼散射信号, 更谈不上测量研究二级以上的高阶拉曼散射效应。并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到40 年代中期, 红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。【1】1960 年以后, 红宝石激

第二节 激光拉曼光谱分析

激光拉曼光谱分析的基本概念

激光拉曼光谱分析是利用物质对入射光产生的拉曼散射来研究分子的振动，从而对物质（分子）进行定性、定量和结构分析的一种分析方法。 光的散射：

丁铎尔散射: 是指光通过含有许多大质点(其颗粒大小的数量级等于光的波长)的介质时产生的散射。乳状液、悬浮液、胶体溶液等引起的散射属于此类。

分子散射: 又可分为瑞利散射和拉曼散射。它们都是由比光的波长小得多的分子或分子聚集体与光作用而产生的。 瑞利散射

当光子与物质中的分子发生完全弹性碰撞时，光子与分子之间没有能量交换，则光子的能量保持不变，散射光的频率与入射光的频率相同，只是光子的运动方向发生改变。这种散射是完全弹性散射，文献上通常称之为瑞利散射。 拉曼散射

当光子与物质中的分子发生非完全弹性碰撞时，光子与分子之间将发生能量交换，光子把一部分能量传给分子，或者从分子那里得到一部分能量，光子的能量就会减少或增加。这样，光子不仅改变了运动方向，其频率也与入射光的频率不同。这种由非完全弹性碰撞产生的非完全弹性散射，称为拉曼散射。拉曼散射光与瑞利散射光的频率差称为拉曼位移。

现代材料物理研究方法 第八讲

拉曼光谱分析吴志国 兰州大学等离子体与金属材料研究所

主要内容

红外光谱(IR) 拉曼光谱(Raman) 紫外-可见光谱分子振动光谱

激光拉曼光谱基础

1928 C.V.Raman发现拉曼散射效应 1960 随着激光光源建立拉曼光谱分析 拉曼光谱和红外光谱一样，也属于分子振动光谱 生物分子，高聚物，半导体，陶瓷，药物等分析 ，

尤其是现代材料分析

拉曼光谱的原理拉曼效应：

当一束激发光的光子与作为散射中心的分子发生相互作 用时，大部分光子仅是改变了方向，发生散射，而光的

频率仍与激发光源一致，这种散射称为瑞利散射。

但也存在很微量的光子不仅改变了光的传播方向，而且 也改变了光波的频率，这种散射称为拉曼散射。其散射 光的强度约占总散射光强度的10-3。

拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换， 改变了光子的能量。4

拉曼原理hn Rayleigh scattering: I λ-4 hn’ n = n’ n = n’

n = n’ 这种现象称为拉曼散射 激发态

虚能级 准激发态 anti stokes stokes

基态Raman Rayleigh Raman scattering5

拉曼原理

斯托克斯(Stokes)拉

EDX3000B光谱分析仪

方 案 书

天瑞（中国）仪器有限公司 Skyray lnstrument Co., Ltd

市场部主管 甘 曼 (小姐)

电话:021-37717301

手机:15921473587

个人邮箱：ganman2008@yahoo.com.cn

MSN:ganman2008@hotmail.com 贸易通：ganman8888

A

目 录

公司简介

国内外部分客户名单

电子行业应对欧盟ROHS的解决方案之XRF（X射线荧光光谱仪）检测

“XRF”方案和其他部分方案的比较

“XRF”方案解决RoHS 指令限制热门问答

能量色散X荧光光谱仪EDX3000B综合性能指标

采用“XRF”方案，天瑞公司与同行业其他公司的优势

ROHS指令分析及ROHS指令相关有害元素及存在形式分析 关于ROHS指令

EDX3000B型X荧光光谱仪简介

EDX3000B型 X荧光光谱仪的特点 ，及报价系统

公司简介

我公司成立于1990年，是一个专门研究、开发、生产、销售X荧光分析仪器的厂家。目前在中国是独一无二的X荧光分析仪器生产厂家，公司总部：美国，中国生产地坐落在深圳国际机场附

必要

概述

第十章 红外光谱和激光 拉曼光谱分析法Laser Raman spectroscopy

10.5.1 激光拉曼光谱 原理 10.5.2 激光拉曼光谱 仪 10.5.3 激光拉曼光谱 分析法的应用

第五节 激光拉曼 光谱分析法laser Raman spectroscopy analysis

2012-2-21

必要

概述激发虚态

h(ν0 - ν ν ν)

Rayleigh散射： E1 + hν0 ν 弹性碰撞； E0 + hν0 ν 无能量交换，仅 hν0 ν 改变方向； hν0 hν ν hν0 + ν ν ν0 Raman散射： V=1 非弹性碰撞； E1 V=0 方 向 改 变 且 有 能 E0 h ν 量交换； Rayleigh散射 Raman散射 E0基态， E1振动激发态； E0 + hν0 , E1 + hν0 激发虚态。 (1928年印度物理学家Raman 发现；1930年获诺贝尔奖； 1960年快速发展)。2012-2-21

必要

10.5.1 拉曼光谱原理 散射与Raman位移 一、 Raman散射与 散射与 位移1. Raman散射 散射Raman散射的两种跃迁能 量差： E=h(ν0 - ν) 产生stokes线；

傅里叶变换光谱分析仪（FT-OSA）简述

一、概述

Thorlabs公司的光谱分析仪（OSA）是以波长为函数关系测量光源光功率的通用仪器。该仪器对于分析宽带光信号、 增益芯片的法布里-玻罗模式或长相干长度单模外谐振腔激光器而言是绰绰有余的。类似的OSA还有典型的基于光栅的单色仪。Thorlabs公司的OSA是一种傅里叶变换光谱分析仪（FT-OSA），采用以插/拔构造的扫描迈克尔逊干涉仪构建，如下图所示。这种构造可以实现带额外高精度波长计的全功能OSA设计。

二、设计原理

OSA203具有一个FC/PC型光纤输入端。它可以使用?50微米的单模或多模光纤。如需要求，我们也可以提供其它输入插头。该仪器设计用于测量连续波光源，不能工作在一些使用脉冲光源的应用之中。请联系技术支持讨论脉冲光源应用的解决方案。在准直输入信号后，光信号会被一个分束器分为两路光路。这两路光路的光程差在0到±40毫米之间变化。准直的光场在分束器会发生干涉。左图中显示的探测器部件记录干涉图样，一般称之为干涉图。这种干涉图是输入光谱的自相关波形。通过将该波形进行傅里叶变换后，就可以复现出光谱信号。最终得到的光谱具有高分辨率和很宽的波长覆盖范围，其中光谱分辨率与光延迟范围相关

拉曼光谱分析

Ｖ０１．２９

２００８年１０月高等学校化学学报ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＮｏ．１０２０５５～２０５８ＵＮＩＶＥＲＳｍＥＳ

二甲基亚砜防冻机理的拉曼光谱分析

欧阳顺利，周密，曹彪，陆国会，高淑琴，里佐威

（吉林大学物理学院，长春１３００２１）

摘要采用拉曼光谱对不同体积比的二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）水溶液进行测量，并利用Ｏｒｉｇｉｎ７．５对水的光谱带

进行分峰，求得拉曼光谱峰面积比值．应用混合模型对实验结果进行了分析，分析结果表明，防冻剂二甲基

亚砜与水混合时，其Ｓ一０基团与水分子的ＯＨ基团形成氢键（Ｓ—Ｏ…Ｈ－－Ｏ），有效地阻止了四面体结构

冰的生成，并证实了二甲基亚砜与水的体积比为ｌ：ｌ时，防冻效果最佳．

关键词二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）；氢键；拉曼光谱

中图分类号０６４１文献标识码Ａ文章编号０２５１－０７９０（２００８）１０－２０５５－０４

水分子在不同温度、压强下会以气、液和固态３种物态形式存在．在０～１００℃温度区间内水分子以液体状态存在，每个水分子之间通过氢键形成大小不同的缔合水分子．有关水结构的理论模型很多，一般分为连续模型和混合模型两大类．连续模型¨ｑ１是指液体水中的水分子保持完整的氢键，体系中只有这些氢键的能量，

光谱分析论文

零动能光谱技术

物理与电子工程学院 班级：物理一班 姓名：郝宽荣 学号：1102114036

零动能光谱技术

零动能光谱技术：

通过测量零动能态来获得位于连续区中的离子态的高分辨信息，这种光谱技术被称为零动能光谱技术，零动能光谱是研究分子离子态的一种新的高分辨率光谱方法。

零动能光谱技术的开始与发展：

零动能光谱学是研究分子离子态的一种新的高分辨光谱方法，该方法始于上世纪80年代中期，90年代进一步发展为质量分辨的零动能光谱，也称为质量分辨的阈值电离(MATI)光谱。零动能光谱技术是近年来发展起来并还在快速发展的一门新的光谱技术。

零动能光谱技术的应用：

该方法具有非常高的分辨率，与传统的光电子谱相比较提高了近千倍。零动能光谱方法在分子、自由基、过渡态和团簇等领域得到了广泛的应用，为物理、化学、生物等领域提供了大量可靠的数据，已成为研究离子态的一种有效手段。

零动能态存在形式：

零动能态不仅存在于离子基态下，在电势IP之上的各个离子激发态的电离限下面都有零动能态。

M S C9710C光谱分析仪使用说明书

精品文档

目录

1 引言 (4)

2 MSC9710C光谱分析的基本操作方法 (5)

2.1 开机 (5)

2.2 接好光源 (5)

2.3 输入光源 (5)

2.4 常用设置 (5)

2.5 校准 (6)

2.5.1 功率校准 (6)

2.5.2 波长校准 (7)

2.6 保存和输出 (7)

3 常用测试项目测试简介 (8)

3.1 光源光谱特性的测试方法 (8)

3.1.1 工作波长的测试方法 (8)

3.1.2 最小边模抑制比（SMSR） (10)

3.1.3 最大-20dB谱宽 (11)

3.1.4 最大均方根谱宽（б） (12)

3.2 光放性能参数的测试 (13)

3.3 WDM方式下光谱特性的测试 (14)

3.4 插损和隔离度测试 (15)

3.4.1 插损的测试 (15)

3.4.2 隔离度的测试 (16)

4 附录：MS9710C光谱分析仪菜单和面板快捷键说明 (18)

4.1 屏幕菜单说明 (18)

4.1.1 Wavelength（F1） (18)

4.1.2 Level（F2） (19)

4.1.3 Res/VBW/Avg（F3） (20)

4.1.4 Peak/Dip Search（F4） (23)

4.1.5 Anayling

M S C9710C光谱分析仪使用说明书

精品文档

目录

1 引言 (4)

2 MSC9710C光谱分析的基本操作方法 (5)

2.1 开机 (5)

2.2 接好光源 (5)

2.3 输入光源 (5)

2.4 常用设置 (5)

2.5 校准 (6)

2.5.1 功率校准 (6)

2.5.2 波长校准 (7)

2.6 保存和输出 (7)

3 常用测试项目测试简介 (8)

3.1 光源光谱特性的测试方法 (8)

3.1.1 工作波长的测试方法 (8)

3.1.2 最小边模抑制比（SMSR） (10)

3.1.3 最大-20dB谱宽 (11)

3.1.4 最大均方根谱宽（б） (12)

3.2 光放性能参数的测试 (13)

3.3 WDM方式下光谱特性的测试 (14)

3.4 插损和隔离度测试 (15)

3.4.1 插损的测试 (15)

3.4.2 隔离度的测试 (16)

4 附录：MS9710C光谱分析仪菜单和面板快捷键说明 (18)

4.1 屏幕菜单说明 (18)

4.1.1 Wavelength（F1） (18)

4.1.2 Level（F2） (19)

4.1.3 Res/VBW/Avg（F3） (20)

4.1.4 Peak/Dip Search（F4） (23)

4.1.5 Anayling