1、技術簡介

　　光照射到物質上發(fā)生彈性散射和非彈性散射。彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分，非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分， 統(tǒng)稱為拉曼效應。拉曼效應是光子與光學支聲子相互作用的結果。拉曼光譜分析法是基于印度科學家C.V. Raman所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應，對于入射光頻率不同的散射光譜進行分析，得到分子振動能級與轉動能級結構，并作為分子結構和組成研究的一種分析方法，研究圖譜的整體特性，可以鑒別物質。

圖1 C.V. Raman

　　散射物分子處于原來電子基態(tài)，振動能級圖如下圖所示。當受到入射光照射時，激發(fā)光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收，表述為電子躍遷到虛態(tài)，虛能級上的電子立即躍遷到下能級而發(fā)光，即為散射光。

圖2 散射物分子振動能級圖

　　假設散射物分子回到初始的電子態(tài)，則有三種情況。因而散射光中既有與入射光頻率相同的譜線稱為瑞利線，也有與入射光頻率不同的譜線稱為拉曼線。在拉曼線中，又把頻率小于入射光頻率的譜線稱為斯托克斯線，而把頻率大于入射光頻率的譜線稱為反斯托克斯線。

圖3 拉曼激發(fā)原理圖

　　拉曼光譜檢測采用單色激光器照射待測樣本，并用光譜儀檢測該樣本發(fā)出的反射拉曼散射光譜，再由計算機對樣品發(fā)散光譜進行處理分析以計算該樣本的組成、含量或屬性。

圖4 拉曼檢測原理圖

　　2 、應用說明

　　拉曼光譜檢測技術作為一種新的物質結構鑒定的分子光譜方法，在近幾年里得到了非常迅速的發(fā)展。拉曼光譜可以表征材料，作為一種快速檢測方法，借助檢測物的“拉曼指紋圖譜”，應用于鑒別，過程處理。與傳統(tǒng)的快速現(xiàn)場檢測方法相比，拉曼光譜方法具有無需樣品前處理，無需破壞樣品，檢測速度快等優(yōu)點。但由于拉曼技術本身具有的檢測面積小、局部光功率過高等特點，使得拉曼技術在檢測混合物、光敏感或熱敏感樣品時存在很大限制，影響了拉曼技術的實際應用范圍。這就需要使用者根據(jù)實際檢測物質本身的特點，衡量各項參數(shù)的平衡，來設計拉曼光譜系統(tǒng)，對于系統(tǒng)而言，選擇正確的激光波長，考慮拉曼位移范圍和分辨率之間平衡，選擇合適的拉曼光譜儀，實現(xiàn)對物質的辨析。

　　針對特殊的樣品測試選擇合適的拉曼系統(tǒng)，基于柵格環(huán)繞掃描技術，利用其拉曼信號的高信噪比，高靈敏度、高分辨率，更低的激光能量值。將拉曼光譜檢測應用在非均一性、不均勻的樣品檢測中;更低更平均的激光能量，避免了測試樣品的損壞?；趩吸c聚焦技術，利用其拉曼測試系統(tǒng)和細微系統(tǒng)整合的優(yōu)越性，顯微聚焦和測試焦點更好地實現(xiàn)匹配，針對液體和粉末樣品，提供不同的激光通道和瓶裝測試。

　　安防檢測：違禁品檢測，毒品鑒別;

　　基礎研究：碳納米管、石墨烯物質檢測;

　　醫(yī)學診斷：臨床醫(yī)療、癌癥檢測與診斷，藥物成分分析。

　　食品安全：農(nóng)藥殘留分析，添加劑檢測。

　　3 、典型產(chǎn)品和配置

　　拉曼光譜檢測配置：

　　1. 光譜儀：

　　手持式拉曼系統(tǒng)：柵格環(huán)繞掃描技術;小巧、手持、便攜性;兩節(jié)5號電池可以工作長達11小時;通過扣除背景的算法更有效地提高了測試結果與數(shù)據(jù)庫的匹配。

　　手持式拉曼系統(tǒng)：柵格環(huán)繞掃描技術;可以測試瓶裝等樣品;激光測試聚焦可調節(jié);激光、探頭、檢測器一整套解決方案，并且易使用。

　　高靈敏度測量的拉曼顯微系統(tǒng)：空間光耦合技術并不需要再配置使用顯微鏡;單點無偏差聚焦技術;配有樣品瓶測試基座，提高不同樣品檢測的靈活性。

　　3. 拉曼探頭

　　4. 激發(fā)光源

　　5. 采樣附件(探頭支架等)

　　6. 光譜儀控制軟件

　　典型配置

　　典型產(chǎn)品：高靈敏度光譜儀，激發(fā)光源，濾光片，積分球，透反射支架，動態(tài)樣品臺，準直透鏡

　　4 、應用文章

　　4.1 小型光譜儀違禁品檢測的應用;

圖5 小型違禁物光譜檢測設備

　　4.2 便攜式拉曼光譜系統(tǒng)用于毒品鑒別;

?

　　罌粟堿、偽麻黃堿

圖6 毒品光譜圖

　　4.3 農(nóng)藥殘留及非法添加劑的檢測;

圖7 谷物農(nóng)藥殘留光譜圖

　　4.4 藥物成分分析

圖8 藥物成分光譜圖

　　4.5 制藥行業(yè)原輔料的檢測。

圖9 透過無色玻璃瓶得到乙醇的拉曼圖譜

圖10 透過棕色玻璃瓶得到苯甲醇和苯酚的拉曼圖譜

　　4.6 碳納米管、石墨烯等物質的檢測

圖11 碳納米管、石墨烯等物質光譜圖

（來源：海洋光學）