激光拉曼专利
1. 激光拉曼光谱法
拉曼光谱能够准确地测定水合物中不同的笼中的气体分子的拉曼振动强度,且拉曼强度与分子的数量成正比。由于水合物中不同类型的笼子的大小不同,气体分子与组成笼子的水分子之间的作用力不同,故在不同笼中的分子的拉曼位移是不同的。由于I型水合物的大笼(51262)数量是小笼(512)的3倍,Ⅱ型水合物的大笼(512)数量是小笼(51262)的0.5倍,所以,对甲烷水合物来说,从测定的拉曼谱图上大、小笼的峰值就可以判断其属于何种类型的水合物。
图75.4为CH4分子在不同的相态(气态、液态和固态)中拉曼谱图,图中可以很清楚地分辨出CH4分子的拉曼峰值。在气态和液态(溶解气)中,CH4只有一个拉曼峰;在固态(水合物)中,却有两个峰;而且,结构Ⅰ型及结构Ⅱ型水合物中CH4的拉曼峰是不一样的,峰值的强度完全与这两种类型水合物中的大小笼的数量成正比。
图75.4 CH4气体 (3.4MPa) 、水中溶解的 CH4气体 (31.7MPa) 、结构Ⅰ型及结构Ⅱ型水合物中 CH4的拉曼谱图(据 Subramanian,Sloan,1999)
仪器
显微激光拉曼光谱仪,具有低温(液氮冷却或电子冷却)CCD检测器,Ar+离子激光波长为514.5nm,功率100mW。显微镜应具备长焦镜头,一般来说使用10倍或20倍镜头即可,焦距应在10mm以上。
实验技术与方法
设计一个小容积的(500mL)容器,上有窗口,内层为保温层,装有液氮,容器内底部有一根小金属棒,棒顶上有小凹陷可以放水合物试样,紧靠在容器的窗口上。窗口有一石英玻璃盖,激光通过显微镜头透过石英玻璃聚焦在水合物试样上,得到水合物的拉曼光谱图。
2. 激光拉曼光谱可以检测什么东西
毒品鉴定,炸药和射击残留物分析,纺织纤维分析,玻璃材质分析,油墨、笔迹分析,DNA鉴定,无机矿物质和宝石鉴定的无损分析检测等等
有的。杭州有家叫精久科技有限公司的,他们有买这种激光检测产品的
3. 拉曼激光器和激光器有什么不同
拉曼激光器是用拉曼散射原理工作的激光器,激光器有很多种比如大家熟悉的掺饵光纤激光器,连续固体激光器,气体激光器等,拉曼激光器只是其中一类。
4. 激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别小木虫
激光拉曼原理是测的它的极化率,红外是偶极聚。激光拉曼是光散射,红外是吸收。还有红外只能用盐窗装样品而且不能见水,拉曼没那么讲究,玻璃比色皿就行
5. 激光拉曼
回答第一和第六个问题。。 其他的不知所云啊。。
斯梅卡尔在瑞利和布里渊光散射现象的基础上,研究了两个能级系统对光的散射,并预言了在散射谱中除入射光频率的谱线外,在其两侧还有新的谱线。1928年印度物理学家拉曼(Raman)和克利希南(K.S.Krishnan)在研究单色光在液体中散射时,不仅观察到与入射光频率相同的瑞利散射,而且还发现两侧有强度很弱、与入射光频率不同的散射光谱。同年苏联的曼迭利斯塔姆(L.Mandelstam)和兰兹贝尔格(G.Landsberg)在石英的散射中也观察到这种现象。这种新谱线对应于散射分子中能级的跃迁,为研究分子结构提供了一种重要手段,引起学术界极大兴趣,拉曼也因此荣获1930年诺贝尔物理学奖,并称这种谱线为拉曼光谱。当一束单色光入射在固、液或气态介质上时,从介质中有散射光向四面八方射出。相对于入射光的频率或波数改变可分为三类散射。
第一类是散射光的频率与入射光频率基本相同,频率变化小于3×10^5Hz称为瑞利(Raleigh)散
射,其强度的数量级约为入射光强的10^-4~10^-3。
第二类频率变化约为 3×10^9Hz,称为布里渊(Brillouin)散射。
第三类频率变化约为 3 ×1 0^1 0H z ,称为拉曼(Raman)散射,其散射光频率与入射光频率相比有明显的变化,即v=v0 ±│Δv│,其强度数量级约为瑞利散射的10^-5~10^-6。 最强的也只是瑞利散射的10^-3。我们把瑞利线v0长波一侧出现的散射线v=v0-│Δv│称为斯托克斯(Stokes)线,又称红伴线;把短波一侧出现的v=v0+│Δv│称为反斯托克斯(anti-Stokes)线,又称紫伴线。斯托克斯线比反斯托克斯线通常要强一些。实验得到的拉曼散射光谱图在外观上有三个明显特征:
第一、拉曼散射谱线的波数,随入射光的波数而变化,但对同一样品,同一拉曼线的,波数差保
持不变说明拉曼线的波数差反映了样品的内部结构或变化。
第二、在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线以入射光波数为中心点对
称。
第三、斯托克斯线比反斯托克斯线强一些。
激光拉曼一般由光谱仪/探测器,激光器,探头/滤光系统,样品支架组成。
6. 激光拉曼为什么选785nm
首先拉曼谱仪的激光器有下面很多种,不是只有785nm一种的,
从紫外、可见到近红外波长范围内的激光器都可以用作拉曼光谱分析的激发光源,典型的激光器有(不限于):
紫外:244 nm,257 nm,325 nm,364 nm
可见:457 nm,488 nm,514 nm, 532 nm,633 nm,660 nm
近红外:785 nm,830 nm,980 nm,1064 nm
通常来说激发光波长的选择一般是为了避开荧光的干扰,因为拉曼位移与激发光频率无关.不同物质产生荧光的范围不同,只要能避开该物质的荧光带的激发光都是可以的.
激光波长的选择对于实验的结果有其他一些重要的影响:
灵敏度:
拉曼散射强度与激光波长的四次方成反比,因此,蓝/绿可见激光的散射强度比近红外激光要强15倍以上。
空间分辨率:
在衍射极限条件下,激光光斑的直径可以根据公式计算得出,其中是激发激光的波长,是所使用显微物镜的数值孔径。例如,采用数值孔径为0.9的物镜,波长532 nm激光的光斑直径理论上可以小到0.72微米,在同样条件下使用785 nm波长激光时,激光光斑直径理论上最小值为1.1微米,因此,最终的空间分辨率在一定程度上取决于激发激光的选择。
可以基于样品特性对激发波长进行优化:
例如:
蓝/绿色激光适合无机材料和共振拉曼实验(如碳纳米管和其它碳材料)以及表面增强拉曼实验(SERS);
红色和近红外激光(660-830 nm)适合于抑制样品荧光;
紫外激光适合生物分子(蛋白质、DNA、RNA等)的共振拉曼实验以及抑制样品荧光。
7. 激光拉曼光谱和红外光谱的区别及其在剖析方面的应用
红外光谱又叫做红外吸收光谱,它是红外光子与分子振动、转动的量子化能级共振产生吸收而产生的特征吸收光谱曲线.要产生这一种效应,需要分子内部有一定的极性,也就是说存在分子内的电偶极矩.在光子与分子相互作用时,通过电偶极矩跃迁发生了相互作用.因此,那些没有极性的分子或者对称性的分子,因为不存在电偶极矩,基本上是没有红外吸收光谱效应的.拉曼光谱一般也是发生在红外区,它不是吸收光谱,而是在入射光子与分子振动、转动量子化能级共振后以另外一个频率出射光子.入射和出射光子的能量差等于参与相互作用的分子振动、转动跃迁能级.与红外吸收光谱不同,拉曼光谱是一种阶数更高的光子——分子相互作用,要比红外吸收光谱的强度弱很多.但是由于它产生的机理是电四极矩或者磁偶极矩跃迁,并不需要分子本身带有极性,因此特别适合那些没有极性的对称分子的检测.