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拉曼光譜儀的選購要注意哪些因素

點擊次數(shù):1181  更新時間:2022-09-02
  拉曼光譜是一種散射光。對于入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息,并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。由分子振動、固體中光學(xué)聲子等激發(fā)與激光相互作用產(chǎn)生的非彈性散射稱為拉曼散射。
  拉曼光譜儀目前在市場上面應(yīng)用比較廣泛,種類很多,那么如何在眾多拉曼光譜儀中選擇到適合自己的光譜儀呢?
  1,光譜儀
  光譜分辨率:光譜儀的分辨率決定了光譜中單個波段的分離程度。分辨率應(yīng)為測量波段的半高全寬(FWHH)。一些制造商引用像素分辨率,這是攝譜儀的數(shù)據(jù)點間距(或數(shù)字分辨率);這與光譜分辨率不同。固體的拉曼光譜通常為2 - 6cm -1,液體的拉曼光譜可為4 - 10+ cm-1。有一個光譜儀可以測量振動帶的自然線寬,提供了最多的信息。對于簡單的應(yīng)用,低分辨率的攝譜儀可能是適用的。
  光譜吞吐量:光譜儀通常用f#引用——值越小,通過探測器的光子越多。然而,一個完整的拉曼系統(tǒng)是它的各個部分的總和,從激光,到采樣光學(xué),到攝譜儀,到探測器。吞吐量值是相關(guān)的,但在比較系統(tǒng)時,總體性能更重要。
  探測器靈敏度:大多數(shù)色散拉曼光譜儀采用CCD(電荷耦合器件)探測器。它們是硅元素的一維或二維陣列。一般來說,工作溫度每下降5度,CCD的暗噪聲就會降低50%。大多數(shù)研究級攝譜儀采用真空密封陣列,工作溫度在-50至-90℃之間,靈敏度更高。更溫暖、更便宜的探測器可用于靈敏度較低的應(yīng)用。
  光譜范圍:拉曼位移范圍以波數(shù)(cm-1)表示。大多數(shù)攝譜儀至少覆蓋400 - 1800厘米-1的“指紋區(qū)域”;這是大多數(shù)振動帶發(fā)生的地方。在400厘米-1以下,存在與較重原子有關(guān)的振動,如c -鹵素和金屬氧化物拉伸。其他彎曲模式也可以發(fā)生在這些較低的頻率。在另一端,C-H拉伸出現(xiàn)在2900 - 3100 cm-1之間,O-H/N-H拉伸出現(xiàn)在3600 cm-1。1800和2900 cm-1之間幾乎沒有,除了丁腈(CN)出現(xiàn)在2200 cm-1附近。在許多應(yīng)用中,指紋區(qū)域足以進行定量和定性分析。
  2,激發(fā)激光
  激發(fā)波長:拉曼散射強度與v4成正比,其中v為激發(fā)頻率。因此,較高的激發(fā)頻率(即可見光和紫外區(qū)較短的波長)比較長的波長提供更高的拉曼強度。不幸的是,在許多樣品中,較短的波長也會激發(fā)熒光背景,使拉曼光譜變得模糊。
  激光特性:當(dāng)評估拉曼激發(fā)激光器時,注意中心波長、輸出功率、線寬、穩(wěn)定性(功率和線寬)和壽命。有許多類型的激光器可供拉曼光譜儀-氣體激光器,二極管激光器,和固體激光器。傳統(tǒng)氣體激光器提供穩(wěn)定、狹窄的線,但越來越不常用,窄線寬的二極管激光器或固體激光器占據(jù)了目前拉曼光譜系統(tǒng)的絕大多數(shù)市場。拉曼信號一般與激光強度成線性關(guān)系,但很高的功率會損傷樣品。
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