激光吸收光谱技术共87页

激光光谱技术原理及应用激光光谱技术是一种利用激光作为光源进行光谱分析的技术。

它具有分辨率高、灵敏度高、选择性好等优点，广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域。

本文将从激光光谱技术的原理入手，介绍其在不同领域的应用。

激光光谱技术的原理主要基于激光与物质相互作用的特性。

激光具有单色性好、方向性强、相干性好等特点，能够提供高强度、单色性好的光源。

当激光与物质相互作用时，会发生光与物质的相互作用，产生散射、吸收、荧光等现象。

通过检测这些现象，可以获取样品的信息，实现对样品的分析和检测。

在化学领域，激光光谱技术被广泛应用于化学成分分析、反应动力学研究等方面。

例如，拉曼光谱技术可以实现对样品的非破坏性分析，能够获取样品的分子结构、化学键信息，对于化学成分的分析具有重要意义。

另外，激光诱导荧光技术可以实现对样品的高灵敏度检测，被广泛应用于药物分析、环境监测等领域。

在生物医学领域，激光光谱技术也发挥着重要作用。

例如，激光诱导击穿光谱技术可以实现对生物样品的高分辨率成像，被广泛应用于细胞生物学、组织学等领域。

另外，激光诱导荧光技术也可以用于生物标记物的检测，为生物医学研究提供重要的技术手段。

在环境领域，激光光谱技术可以实现对环境样品的快速、准确的检测。

例如，拉曼光谱技术可以实现对土壤、水质等样品的分析，为环境监测提供重要的技术支持。

另外，激光诱导荧光技术也可以用于大气污染物的监测，对于环境保护具有重要意义。

总之，激光光谱技术具有广泛的应用前景，对于化学、生物、医学、环境等领域具有重要意义。

随着技术的不断发展，相信激光光谱技术将会在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

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第三节激光拉曼光谱法在分子的振动中,有些振动由于偶极矩的变化表现了红外活性，能吸收红外光，从而出现了红外吸收谱带（见第二章第二节)，但有些振动却表现了拉曼活性，产生了拉曼光谱谱带．这两种方法都能提供分子振动的信息,起到相互补充的作用，采用这两种方法，可获得振动光谱的全貌．拉曼光谱是一种散射光谱。

在20世纪30年代，拉曼散射光谱曾是研究分子结构的主要手段.后来随着实验内容的深人，由于拉曼效应太弱，所以随着红外光谱的迅速发展，拉曼光谱的地位随之下降。

自1960年激光问世,并将这种新型光源引入拉曼光谱后，拉曼光谱出现了新的局面，已广泛应用于有机、无机、高分子、生物、环保等各个领域，成为重要的分析工具。

而且由于它的一些特点，如水和玻璃散射光谱极弱,因而在水溶液、气体、同位素、单晶等方面的应用具有突出的特长.近几年又发展了傅里叶变换拉曼光谱仪,使它在高分子结构研究中的作用与日俱增。

3．1基本概念3．1．1拉曼散射及拉曼位移拉曼光谱为散射光谱。

当一束频率为V0的人射光照射到气体、液体或透明晶体样品上时,绝大部分可以透过，大约有0．1％的入射光与样品分子之间发生非弹性碰撞,即在碰撞时有能量交换，这种光散射称为拉曼散射；反之,若发生弹性碰撞，即两者之间没有能量交换，这种光散射称为瑞利散射。

在拉曼散射中，若光子把一部分能量给样品分子，得到的散射光能量减少,在垂直方向测量到的散射光中,可以检测频率为（V0—△E/h)的线,称为斯托克斯(stokes）线，如图3—1所示，如果它是红外活性的话,△E/h的测量值与激发该振动的红外频率一致。

激光光谱技术原理及应用
激光光谱技术是一种基于激光的光谱分析方法，它利用激光的
高亮度、单色性和方向性，结合光谱仪的高分辨率和高灵敏度，可
以实现对物质的高灵敏、高分辨的分析。

本文将从激光光谱技术的
原理入手，介绍其在不同领域的应用。

激光光谱技术的原理主要是基于激光与物质相互作用时的光谱
特性。

激光的单色性使得它的频率非常确定，因此可以用来对物质
进行精确的光谱分析。

激光光谱技术主要包括拉曼光谱、荧光光谱、吸收光谱等多种形式，每种形式都有其特定的原理和应用对象。

例如，拉曼光谱是利用激光与物质相互作用后，被散射光的频率发生
变化，从而得到物质的结构和成分信息；荧光光谱则是利用激发物
质后，其发出的荧光光谱来分析物质的性质和浓度；吸收光谱则是
利用物质对激光的吸收特性来分析其组成和浓度。

激光光谱技术在环境监测领域有着广泛的应用。

例如，利用拉
曼光谱技术可以对空气中的微小颗粒物进行在线监测，实现对大气
污染物的实时监测和分析；利用荧光光谱技术可以对水体中的有机
物质进行快速检测，实现对水质的实时监测和评估。

此外，激光光
谱技术还可以应用于地质勘探、生物医学、食品安全等领域，为相
关领域的研究和应用提供了重要的技术手段。

总之，激光光谱技术以其高灵敏度、高分辨率和非破坏性等特点，已经成为现代光谱分析领域的重要技术手段。

随着激光技术的不断发展和完善，激光光谱技术将在更多领域得到广泛应用，为相关领域的研究和应用带来更多的可能性和机遇。

激光光谱laser spectra以激光为光源的光谱技术。

与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。

激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。

由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。

激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。

可调（谐）激光光源实际上是一台可调谐激光器，又称波长可变激光器或调频激光器。

它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长范围在真空紫外的118.8纳米至微波的8.3毫米之间。

可调激光器分为连续波和脉冲两种，脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。

用连续波激光器作光源时，分辨率可达到10-9（线宽＜1兆赫）。

常见的激光光谱包括以下几种：①吸收光谱。

激光用于吸收光谱，可取代普通光源，省去单色器或分光装置。

激光的强度高，足以抑制检测器的噪声干扰，激光的准直性有利于采用往复式光路设计，以增加光束通过样品池的次数。

所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。

除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外，由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到，以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。

利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合，已能有选择地检测出单个原子的存在。

②荧光光谱。

高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。

因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度。

以激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测，例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔／升，比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。