显微共焦激光拉曼光谱仪

激光拉曼光谱的原理和应用当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会暗原来的发现透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。

在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应.由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关.因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。

目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究推荐激光拉曼光谱法是以拉曼散射为理论基础的一种光谱分析方法。

激光拉曼光谱法的原理是拉曼散射效应.拉曼散射：当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时，大部分光子只是发生改变方向的散射，而光的频率并没有改变，大约有占总散射光的10－10－１0—6的散射，不公改变了传播方向,也改变了频率。

这种频率变化了的散射就称为拉曼散射。

对于拉曼散射来说,分子由基态E0被激发至振动激发态E1，光子失去的能量与分子得到的能量相等为△E 反映了指定能级的变化。

因此，与之相对应的光子频率也是具有特征性的,根据光子频率变化就可以出分子中所含有的化学键或基团。

这就是拉曼光谱可以作为分子结构的分析工具的理论工具. 拉曼光谱仪的主要部件有:激光光源、样品室、分光系统、光电检测器、记录仪和计算机。

应用激光拉曼光谱法的应用有以下几种：在有机化学上的应用,在高聚物上的应用,在生物方面上的应用，在表面和薄膜方面的应用。

有机化学拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段，拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是碇化学键、能团的重要依据。

利用偏振特性，拉曼光谱还可以作为顺反式结构的依据。

高聚物拉曼光谱可以提供碳链或环的结构信息。

在确定异构体（单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等）的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。

电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光谱为工具,在高聚物的生产方面，如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束分子的观测，以及聚乙烯磨损碎片结晶度的测量等研究中都彩了拉曼光谱。

Renishaw显微共焦激光拉曼光谱仪操作说明一、开机顺序1、打开主机电源；2、计算机电源3、将使用的激光器电源1）、514nm：打开激光器后面的总电源开关->打开激光器上的钥匙；2）、785nm：直接打开激光器电源开关。

二、自检1、用鼠标双击WiRE2.0 图标，进入仪器工作软件环境；2、系统自检画面出现，选择Reference All Motors 并确定(OK)。

系统将检验所有的电机。

3、从主菜单Measurement -> New -> New Acquisition 设置实验条件。

静态取谱（Static），中心520 Raman Shiftcm-1, Advanced -> Pinhole 设为in。

4、使用硅片，用50 倍物镜，1 秒曝光时间，100%激光功率取谱。

使用曲线拟合（Curve fit）命令检查峰位。

三、实验1、实验条件设置1）、点击设置按钮（或者菜单中Measurement-->Setup Measurement），（设置）下列参数2）、OK：采用当前设置条件，并关闭设置窗口；Apply：应用当前设置条件，不关闭窗口；2、采谱：执行Measurement -> Run 命令。

四、关机1、关闭计算机1）、关闭WiRE2.0 软件；2）、Start-->Shut Down-->Turn off computer。

计算机将自动关闭电源。

2、关闭主机电源；3、关闭激光器1）、关闭钥匙；2）、514 激光器散热风扇会继续运转，此时不要关闭主电源开关。

等风扇自动停转后再关闭主电源开关；五、注意事项1、开机顺序：主机在前，计算机在后。

2、关机顺序：计算机在前，主机在后。

514nm 激光器要充分冷却后才能关闭主电源。

3、自检：一定要等自检完成再做其他动作。

不能取消（Cancel）。

4、硅片：514nm，自然解理线与横向成45 度时信号最强。

激光显微共焦拉曼光谱系统附件一激光显微共焦拉曼光谱系统附件一一．货物需求：显微共焦拉曼光谱仪系统一套。

二．详细技术参数：系统的主要技术指标：1) 250mm焦长，系统总通光效率大于30%。

2）波长范围：200nm—1050nm。

3）光谱扫描范围：325nm 激发Raman(200-4000cm-1)，532nm 激发15–8000 cm-1，632.8nm 激发100-6000 cm-1，785nm 激发15-3200cm-1,1064nm激发100-3200 cm-1。

4）光谱分辨率：可见全谱段等于或小于1cm-1, 紫外(325nm)段<3cm-1，红外（1064nm）段<3cm-1。

5）光谱重复性（测量多少次50次）：≤±0.15cm-1。

6）空间分辨率：横向< 0.5微米，光轴方向< 2微米。

7）灵敏度：硅三阶峰信噪比好于 15: 1,并可见四阶峰；(指光谱仪无低波数附件时的灵敏度)。

8）低波数：小于或等于15cm-1(785nm激发)，15cm-1(532nm 激发)；9) CCD探测器：应使用紫外和近红外同时增强深耗散层型CCD探测器，优质芯片，半导体制冷到-70oC,为确保图像质量，避免边缘畸变，芯片尺寸应< 13×8.5mm，像元尺寸22 m。

10）第二探测器组件（InGaAs探测器）：0.9 um～1.65 um，包含软件包，液氮或半导体制冷。

11）光源及控制系统：632.8nm，≥17毫瓦；785nm, ≥275毫瓦；514.5nm，≥40毫瓦,325nm激光器30毫瓦。

12）可导入脉冲激光光源（405nm）进行瞬态测量，信号光可引入TCSPC，提供TCSPC探测器接口，（需考虑放滤光片位置）。

包含附件：1.直接二维拉曼成像功能（532/785 nm激发）。

2.大面积快速扫描拉曼成像功能。

3.三维拉曼成像功能。

3.冷热台及控制器（-195 o C to +600 o C）4.冷热台及控制器（室温 to +1500 o C）5.催化反应拉曼原位池（室温 to +1000 o C）6.TCSPC系统7.自动xyz三维平台。

拉曼光谱问题汇总问题目录一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber，不知道它们之间的转换公式是怎么样的？激光波长632.8nm。

二、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体，测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱。

三、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的，在获得的图里面有很强的荧光，有的说，如果拉曼得不到就用其荧光谱。

可我想问一下，在拉曼谱里面得到的荧光背景，是真正的荧光特征谱吗？这和荧光光谱仪里面的荧光图有什么区别？四、什么是共焦显微拉曼光谱仪?五、请问，测固体粉末的拉曼图谱时，对于荧光很强的物质，应该如何处理？特别是当荧光将拉曼峰湮灭时，应该怎么办？增加照射时间的方法，我试过，连续照射了4小时，结果还是有很强的荧光。

我只有一台532nm的激光器，所以更换激光波长的方法目前我不能用。

想问问各位，还有别的方法吗？六、请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗？它能对薄膜进行那些方面的测量呢？七、拉曼做金属氧化物含量的下限是多少? 我有一几种氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD检测不到，拉曼可以吗？八、小弟是刚涉足拉曼这个领域，主打生物医学方面。

实验中，发现温度不同时，拉曼好像也不一样。

不知到哪位能帮忙解释一下这个现象九、文献上说，拉曼的峰强与物质的浓度是成正比关系，那么比如我配置1mol/L的某溶液，和0.5mol/L的溶液，其峰强度是正好一半的关系吗？应用拉曼，是否能采用峰积分，或者用近红外那样的多元统计的办法来定量吗？准确度怎么样？十、拉曼峰1640对应的是什么东西啊？无机的十一、1 红外分析气体需要多高的分辨率？2 拉曼光谱仪是否可分析纯金属？3 红外与拉曼联用，BRUKER和NICOLET哪个好些？十二、我想请问一下这里的高手测定过渡金属络合物水溶液中金属与有机物中的某个原子是否成键可以用拉曼光谱分析吗？十三、金红石和锐钛矿对紫外Raman的响应差别大不大？同样条件下的金红石和锐钛矿的Raman峰会不会差很多？十四、什么是3CCD？十五、请教我所作的实验是用柠檬酸金属盐溶胶拉制成纤维，想做一下拉曼光谱来证明是否有线性分子的存在，可以吗十六、在测量拉曼光谱仪的灵敏度参数时，有人提出，单晶硅的三阶拉曼峰的强度跟硅分子的取向（什么111，100之类）的有关，使用不同取向的硅使用与其相匹配的激光照射时，其强度严重不一样，是这样吗？不知道大家测量激光拉曼光谱仪的灵敏度时都是怎么测量的十七、请问如何进行拉曼光谱数据处理？十八、拉曼系统自检具体是检测哪些硬件？是个什么过程？十九、请教作激光拉曼测试，样品如何预处理？二十、请问激光拉曼光谱是什么意思？二十一、请教喇曼谱实验时，如何选择激发波长，1064nm?还是785nm或633nm?二十二、拉曼信号对入射角和出射角的响应又是什么样？我的样品是有衬底支持的薄膜样品（膜厚几百纳米--几微米），怎样扣除衬底的影响？二十三、微区拉曼和普通拉曼有区别吗，尤其在图谱上？多晶，单晶和非晶拉曼有何区别？二十四、我是做复合材料的研究的，主要是想研究纤维增强复合材料的界面性能？二十五、学校有一套天津港东的拉曼光谱仪，计划给学生开一个测量固体（或粉末）拉曼光谱的实验。

显微共聚焦拉曼光谱仪工作原理
显微共聚焦拉曼光谱仪是一种高分辨率的显微镜，结合了共聚焦显微镜和拉曼光谱学的优势，可以实现高分辨率、高灵敏度的化学成分分析和三维成像。

其工作原理如下：
显微共聚焦拉曼光谱仪采用激光作为光源，经过一个可调焦透镜聚焦到样品表面。

样品吸收部分光子能量，其余光子被散射。

散射光通过物镜进入光谱仪，经过分光镜分为不同波长的光线。

其中一部分光线进入拉曼光谱仪，通过波谱仪分析样品的拉曼光谱，得到样品的化学成分信息。

另一部分光线则进入共聚焦显微镜，经过准直器和反射镜聚焦到样品表面，形成高分辨率的光学图像。

显微镜采用扫描镜片技术，通过扫描样品表面，获取样品的三维成像和化学成分分布信息。

显微共聚焦拉曼光谱仪具有高分辨率、高灵敏度、非接触式测量等优点，广泛应用于材料科学、生物医学等领域的研究。

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拉曼光谱仪原理及优点
拉曼主要是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，以低波数测量能力着称；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。

工作原理：
它的主要原理就是利用分子对光子的一种非弹性散射效应。

当用一定频率的激发光照射分子时，一部分散射光的频率和入射光的频率相等。

这种散射是分子对光子的一种弹性散射。

一部分散射光的频率和激发光的频率不等，这种散射成为拉曼散射。

拉曼散射的几率极小，强的拉曼散射也仅占整个散射光的千分之几，而弱的甚至小于万分之一。

产品优点：
拉曼光谱仪具有鲜明的优点，比如说它对样品无接触，无损伤；样品无需制备；快速分析，鉴别各种材料的特性与结构；能适合黑色和含水样品；高、低温及高压条件下测量；光谱成像快速、简便，分辨率高；仪器稳固，体积适中，维护成本低，使用简单等等。

此外，它还具有独特的能力，可以通过透明的包装材料，如玻璃或塑料，直接测试样品，并对光谱信息没有任何干扰。

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拉曼光谱仪
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激光显微共焦拉曼光谱仪用途
激光显微共焦拉曼光谱仪（Laser Micro-Confocal Ram an Spectroscope）是一种高精度的分析仪器，它结合了激光光源、显微镜和拉曼光谱技术，用于获取样品的化学和结构信息。

以下是激光显微共焦拉曼光谱仪的一些主要用途。

1.材料分析：用于研究各种材料的组成、结构和相变，包括但不限于无机材料、有机材料、生物材料和纳米材料。

2.表面分析：由于拉曼光谱能够提供关于样品表面几微米深度的信息，因此它可以用于研究样品表面的化学成分和结构。

3.药物分析：在药物研发和质量控制中，激光显微共焦拉曼光谱仪可以用于分析药物的化学成分、结晶状态和杂质。

4.生物医学研究：用于研究细胞、组织和其他生物样本的化学特征，有助于疾病诊断和生物分子机制的研究。

5.污染物检测：用于环境和食品安全领域，检测和监测污染物和有害物质的含量。

6.文物修复：在考古和文物修复领域，用于无损分析文物的材料组成，以指导修复工作。

7.材料科学：用于研究新型材料的合成、结构和性能关系，推动材料科学的发展。

8.纳米技术：在纳米技术领域，用于监测和分析纳米粒子的尺寸、形状和组成。

激光显微共焦拉曼光谱仪由于其高灵敏度、高空间分辨率和对样品的非破坏性，已经成为科学研究、工业生产和质量控制等领域的重要工具。

激光显微拉曼光谱仪的设计与性能参数测定彭佳丽;程明霄;朱倩;赵天琦【摘要】激光显微拉曼光谱仪是一种具有较高的空间分辨率，适用于固体定性分析和液体定量分析的微区无损检测系统，综合了光学、机械、电子和计算机等技术。

可以快速鉴别各种材料，并且具有成像分辨率高、分析速度快、使用简单等特点。

针对这些特点，完成了激光显微拉曼光谱仪的设计和参数测量。

首先阐述了激光显微拉曼光谱仪的分析基础，然后介绍了激光显微拉曼光谱仪设计，最后详细说明了对光谱仪的性能参数测定。

调试完成的激光显微拉曼光谱仪的重复性和线性度参数均已达到预期的设计，满足固体微区检测和液体定量检测的需要。

%Laser micro-Raman spectrometer is a micro-area nondestructive testing system with high spatial resolution ,suitable for solid qualitative analysis and liquid quantitative analysis ,and it is a combination ofoptical ,electronic ,mechanical and computer technology .Micro-Raman spectroscopy can quickly identify a variety of materials ,and it has the features of high resolution imaging , fast analysis,simple use and so on.For these features,the design and performance parameters measurement of laser Raman spec-trometer were completed.First,the analytical basis of laser Raman spectroscopy was introduced .Second,the design of laser Raman spectrometer was presented .Finally,the performance parameters measurements of laser micro-Raman spectrometer were described . Repeatability and linearity parameters of laser micro-Raman spectrometer reached the expectation through debugging ,thus satisfying the needs of solid micro-detection and liquid quantitative detection .【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P48-52)【关键词】拉曼光谱;显微分析;参数测定【作者】彭佳丽;程明霄;朱倩;赵天琦【作者单位】南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京 210009;南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京 210009;南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京 210009;南京灼徽检测技术有限公司，江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】TH744.1印度物理学家C．V．Raman于1928年发现了拉曼光谱，并因此获得诺贝尔物理学奖，从此揭开了人类应用拉曼光谱技术的序幕[1]。

第五篇 光谱分析第四章 拉曼光谱分析——激光显微共焦拉曼光谱仪拉曼散射是印度科学家Raman 在1928年发现的，拉曼光谱因之得名。

光和媒质分子相互作用时引起每个分子作受迫振动从而产生散射光，散射光的频率一般和入射光的频率相同，这种散射称为瑞利散射，由英国物理学家瑞利于1899年进行了研究。

但当拉曼在他的实验室里用一个大透镜将太阳光聚焦到一瓶苯的溶液中，经色散分光过滤后的太阳光呈蓝色，但是当光束进入溶液之后，除了入射的蓝光之外，拉曼还观察到了很微弱的绿光。

拉曼认为这是光与分子相互作用而产生的一种新频率的光谱带。

因为这一重大发现，拉曼于1930年获诺贝尔物理学奖。

拉曼光谱得到的是物质分子的振动光谱，是物质的指纹性信息，即每一种物都有自己特征拉曼谱图，因此拉曼光谱是认证物质和分析成分的有力工具。

而且拉曼峰的频率（或波数）对物质结构的微小变化非常敏感，所以也常通过对拉曼峰的微小变化的观察，来研究在一些条件下，比如温度、压力、掺杂等，所引起的物质结构变化，以及间接推出材料不同部分微观上的环境因素的信息，如应力分布等。

拉曼光谱技术的优点：光谱的信息量大，谱图易辨认，特征峰明显；对样品无接触，无损伤；样品无需进一步处理；快速分析，鉴别各种材料的特性与结构；由于激光拉曼光谱仪还带有显微共焦功能，故又称激光显微共焦拉曼光谱仪，可做微区微量以及分层材料的分析（1微米左右光斑）；高空间分辨率对地质的包裹体尤其有用；能适合黑色和含水样品；高、低温及高压条件下测量；光谱成像快速、简便，分辨率高；仪器稳固，体积适中，维护成本低，使用简单。

激光拉曼光谱是激光光谱学中的一个重要分支，应用十分广泛。

如在化学方面应用于有机和无机分析化学、生物化学、石油化工、高分子化学、催化和环境科学、分子鉴定、分子结构等研究；在物理学方面应用于发展新型激光器、产生超短脉冲、分子瞬态寿命研究等，此外在相干时间、固体能谱方面也有广泛的应用。

一、基本原理当波数为 （频率为 ）的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分被散射。