Raman 拉曼光谱测试系统
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SciAps掌上拉曼光谱仪ReporteR拉曼光谱仪/基本原理Raman光谱是散射光谱,它是电磁波谱中出现的一种现象,是一种激光测量技术。
当激光照射在样品(固、液、气)上时,光子与分子碰撞发生散射,由于分子的转动振动,拉曼散射光的频率较入射光频率发生偏移,这个偏移称拉曼位移,拉曼位移是分子的特征体现,由拉曼位移做出的拉曼光谱图反映分子的指纹讯息。
通过分析拉曼光谱图实现对物质分子的定性鉴定。
拉曼光谱仪/技术特点1、无损、快速的检测方法:不破坏样品,操作简单2、采样简易:无需预处理,能够透过玻璃,塑封袋、透明、3、半透明的容器直接检测,含水样品无影响4、超高选择性:基于分子键振动散射的拉曼光谱是分子指纹5、高灵敏度:共振/SERS等技术极大降低了拉曼分析检测限6、小巧便携:SciAps一直致力研究的方向,并提出解决方案拉曼光谱仪/软件软件:Nuspec1、适用于SciAps所有的拉曼光谱仪,集数据采集、分析、数据库匹配、鉴定于一体2、参数优化:积分时间,激光功率极化功能(部分型号)3、数据采集:单次/多次/连续扫描,延时定时扫描功能4、谱图功能:谱图排序、平均,可自动保存5、参考功能:去除环境光6、校正功能:对轴进行校正,符合标准X ASTM7、分辨率功能:扫描后可查看和选择不同的分辨率显示谱图8、基线功能:可选择基线校正,去除荧光背景(Gauss优化)9、后处理功能:读数、标注、截图等、10、谱图格式:dnu、spc 、ASCII等格式11、数据库添加:一键导入数据库、任意谱图可进入数据库12、数据库匹配鉴定:匹配系数实时分析,谱图实时比对功能13、数据库算法:三种光谱匹配算法,可消除假阳性与假阴性14、数据库报告:可报告,保存,打印数据库匹配鉴定结果软件:Library Builder适用于数据库的创建与修改,任意谱图(dnu,spc,ASCIl格式)均可为源文件,光谱范围不限,数据库,可任意添加,更名,删除,支持第三方数据库软件:GRAMS Al适用于拉曼谱图处理与分析,PLS偏最小二乘算法进行拉曼光谱定量分析,是第三方软件,随机附送软件:Nulmage专用于ExamineR显微拉曼系统成像,进行高分辨动态图像观测与分析软件:Proscope专用于台式拉曼光谱仪Advantage与手提式拉曼仪Inspector,很容易组建拉曼光谱仪进行痕量、微区分析。
拉曼光谱拉曼光谱学是用来研究晶格及分子的振动模式、旋转模式和在一系统里的其他低频模式的一种分光技术。
[1]拉曼散射为一非弹性散射,通常用来做激发的激光范围为可见光、近红外光或者在近紫外光范围附近。
激光与系统声子做相互作用,导致最后光子能量增加或减少,而由这些能量的变化可得知声子模式。
这和红外光吸收光谱的基本原理相似,但两者所得到的数据结果是互补的。
通常,一个样品被一束激光照射,照射光点被透镜所聚焦且通过分光仪分光。
波长靠近激光的波长时为弹性瑞利散射。
自发性的拉曼散射是非常微弱的,并且很难去分开强度相对于拉曼散射高的瑞利散射,使得得到的结果是光谱微弱,导致测定困难。
历史上,拉曼分光仪利用多个光栅去达到高度的分光,去除激光,而可得到能量的微小差异。
过去,光电倍增管被选择为拉曼散射讯号的侦测计,其需要很久的时间才能得到结果。
而现今的技术,带阻滤波器 (notchfilters) 可有效地去除激光且光谱仪或傅里叶变换光谱仪和电荷耦合元件 (CCD) 侦测计的进步,在科学研究中,利用拉曼光谱研究材料特性越来越广泛。
有很多种的拉曼光谱分析,例如表面增强拉曼效应、针尖增强拉曼效应、偏极拉曼光谱……等。
拉曼光谱的特点:提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外1 由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。
相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐,更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。
在化学结构分析中,独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。
拉曼光谱仪的外光路系统
拉曼光谱仪的外光路系统主要由以下组件组成:激光器、准直镜、偏振器、样品台、物镜、收光镜、光源等。
激光器是拉曼光谱仪的光源,常用的激光器包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
激光器发出的激光束经过准直镜进行准直,使光束直径尽可能小而平行。
准直后的光束经过偏振器进行偏振控制,得到所需的线偏振或圆偏振状态。
然后,光束到达样品台,样品台是放置待测样品的位置。
样品台可以固定在一个特定位置或进行移动以实现扫描等操作。
样品台下方的物镜用于聚焦激光光束至样品表面。
物镜通常是一个高数值孔径的透镜,使得激光光束能够以高分辨率聚焦在小尺寸的样品上。
样品受到激光的激发后,产生拉曼散射光。
收光镜的作用是收集和聚焦样品散射的光,然后将其引导到光谱仪的光学系统中进行分析和测量。
除了上述组件外,拉曼光谱仪的外光路系统还包括其他配件,例如滤光片、干涉滤波器和光纤等,以提高系统的灵敏度和性能。
拉曼光谱仪(Raman)分析测试及应用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毒品的检测及宝石的鉴定。
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。
性能特点1.共焦显微拉曼光学系统2.0.8um的影像分辨率3.Czerny-Turner对称式结构单色仪4.实时非侵入与非破坏性检测5.无须或极少准备样品6.无消耗性化学废弃物7.高分辨率8.工作波数范围大,最低可探测波长可达538.9nm9.可对样品表面进行um级的微区检测10.可进行显微成像测量11.快速检测12.操作简便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。
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反映了指定能级的变化,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。
应用领域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.刑侦及珠宝行业毒品检测;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.鉴定古物古玩鉴定、公安刑事鉴定等其他领域。
便携拉曼系统安全操作及保养规程便携拉曼系统是一种可携带式的拉曼光谱仪,是用于分析样品中分子、晶体结构的一种非侵入性检测手段。
在进行便携拉曼系统的操作时,需要遵循一系列的安全操作及保养规程,以确保实验的安全、准确以及系统的正常使用寿命。
安全操作规程1. 放置便携拉曼系统需要放置在平稳的水平台上,平稳度误差应不大于1毫米。
同时,需要防止结构上有任何振动。
在使用中,应确保拆卸及安装部件、更换配件时必须在安全的环境下进行,确保无磁性环境并避免静电干扰。
2. 电器连接在所有操作开始前,需要确认设备的所有电器接口已经牢固连接,并应特别注意电缆及其接插件,以防其在操作中损坏或断开。
3. 开关机操作当打开或关闭便携拉曼系统时,请遵守以下程序:•按一下电源开关键;•若使用电池工作,需要确认电池的电量;•开机后,系统需要3分钟进行自检程序;•当不再使用时,关闭电源开关键。
4. 清洗与保养便携拉曼系统的清洗与保养十分重要,其可以影响实验的精度及设备的寿命。
以下是一些清洁及保养规程:•在对样品进行更换或清洗前,先关闭系统;•在清洗便携拉曼系统之前,需要先将样品离开光束;•使用棉签或干燥的气流进行清洁操作,注意不要接触激光窗口及检测器;•定期更换放大凸透镜及衰减片等易损件,并定期进行校准。
保养规程1. 环境运输或存储中,应避免环境温度变化过大,同时保持设备内部干燥;运输过程中,应将设备固定好,避免设备的碰撞和晃动导致设备或配件损坏。
操作的环境应避免灰尘、静电、强光等影响实验结果的因素。
2. 维护便携拉曼系统的维护工作主要包括仪器的校准和内部的清洁。
在使用前,必须做好光谱仪系统的检查及校准工作,同时还要对样品进行一定的前处理步骤。
另外,还需要对设备进行各项指标的维护,例如定期进行校准及更换易损件(如放大凸透镜、衰减片等)。
3. 存储便携拉曼系统需存放在干燥、温度适宜的环境下。
在存储过程中,需要定期检查设备,保证设备处于正常状态,并避免长时间不使用导致故障。