✚ 如何選擇拉曼光谱光源

拉曼光譜是一種強大的非破壞性分析技術，用於獲取有關樣品的化學結構、結晶度和相位的詳細信息。

 

拉曼散射是一種光學現象，描述了光與物質相互作用時，光的頻率發生改變的過程。當光照射在物體上，物體內的分子會因光的能量而振動，這些振動改變了部分光的能量，導致光的「顏色」變化，即為拉曼散射。通過測量散射光的頻率變化來分析物質，這種方法稱為拉曼光譜法。

 

此外，測得的拉曼線強度與分子組成成正比，這意味著拉曼光譜不僅可以定性，還可以進行定量分析。拉曼光譜在化學、材料科學、生物學等領域有廣泛應用，可分析物質結構、組成、相變和反應動力學等方面。隨著光子學技術的進步，近年來它廣泛應用於科學研究、品質控制和工業生產等領域。

 

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雷射因其高強度和單色性已被證明是非常有價值的拉曼散射光源，但並非所有的拉曼光譜雷射都一樣。

那麼，在為拉曼光譜選擇雷射時，應該考慮哪些參數呢？

 

激發波長

大部分分子會散射與光源波長相同的激光，稱為瑞利散射。少部分光（低至0.0000001%）以不同波長散射，這就是拉曼散射。這種相對較弱的現象讓我們深入了解分析物的化學結構。

 

 

拉曼強度

拉曼散射的強度與激發波長直接相關。通常，近紅外（NIR）區域較長波長的雷射產生相對較弱的散射信號，而較短的激發波長產生更強的信號。例如，紫光（UV）激發產生的拉曼強度比近紅外線雷射高出幾個數量級。

與激發波長相關的拉曼散射意味著近紅外線雷射通常需要更長的採集時間和更多的累積數。對於可見光和亞可見光激發通道的雷射，這些值會呈指數級下降。然而，在紫外可見光譜上被激發的分子通常會發出比拉曼效應更強的螢光，這就是螢光背景，也是拉曼光譜雷射光源的常見問題。

 

 

螢光背景

螢光背景是不必要的噪聲，可能來自激發樣品、基底和光學元件或各種來源。螢光會淹沒較弱的信號，使得難以獲得清晰的拉曼光譜，尤其在較長的擷取掃描過程中，螢光背景會使偵測器飽和。

螢光是基於吸收的固有過程，與紫外區域相比，可見光區域的吸收分子較少，近紅外區域的吸收分子更少。因此，對於已知存在高螢光背景的樣品，應優先選擇波長較長的雷射。但拉曼強度的權衡非常重要，通常需要折衷考慮。

 

 

典型激發波長

選擇短波長或長波長激勵信號各有利弊，這取決於樣品類型。高能量雷射可能損壞樣品材料，而低能量光源需要更長的曝光時間，同樣具有破壞性。因此，最常用的是532nm和785nm波長的光源，它們可以獲得詳細的拉曼光譜而不會損壞樣品。

 

 

Novanta旗下的高階雷射製造品牌Laser Quantum提供一系列適合作為拉曼光譜光源的雷射。我們的產品ventus 532是一款業界領先的拉曼光譜雷射器，這是我們尺寸最緊湊的532nm雷射器，專為科學研究領域應用設計並進行優化，是拉曼光譜的首選光源。

 

ventus系列的M²值接近於1，能夠產生緊湊的聚焦點並具有更高的強度，高穩定性和低至0.02%的RMS雜訊值，可實現穩定一致的拉曼信號。應用於拉曼成像研究時，整個範圍內具有出色的指向穩定性，非常適合與顯微鏡進行自由空間耦合，長時間內具有最小漂移。ventus 532的30 GHz頻寬足以滿足大多數拉曼研究需求，但在需要更高解析度的情況下，ventus solo和torus系列能提供更窄的頻寬。

 

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資料來源: Novanta Novanta Photonics /銷售服務中心/