1928年印度科學家Raman發(fā)現(xiàn)了Raman散射效應(yīng),在隨后的幾十年內(nèi),由于Raman散射光的強度很弱、激光光源能量低等因素,使得Raman光譜在自發(fā)現(xiàn)后的相當長的一段時間內(nèi)沒有得到廣泛而實際的應(yīng)用,直到激光作為激發(fā)光源以及傅立葉變換技術(shù)的出現(xiàn),Raman光譜的靈敏度有了本質(zhì)提高后,其實際應(yīng)用的范圍才逐漸擴大。目前Raman光譜已經(jīng)逐漸應(yīng)用了國家安全,材料,化工,石油,生物,環(huán)保,醫(yī)療,地址等眾多領(lǐng)域。
Raman光譜的原理:
Raman光譜是光散射現(xiàn)象的一種,單色光束的入射光光子與分子發(fā)生作用可以產(chǎn)生彈性散射與非彈性散射。在彈性散射過程中,光子和分子之間沒有能量交換,光子只改變運動方向而不改變運動頻率,這種散射稱之為瑞利散射;在非彈性散射過程中,光子與分子之間發(fā)生能量交換,光子不僅改變運動方向,同時把自身的一部分能量轉(zhuǎn)移給分子,或者分子的轉(zhuǎn)動或振動能量轉(zhuǎn)移給光子,由此帶來了光子頻率的改變,這種散射被稱為Raman散射;Raman散射按照頻率的高度又被分為反斯托克斯散射(Anti-stokes scattering)和斯托克斯散射(Stokes scattering)。
通常的Raman實驗所檢測的都是斯托克斯散射,Raman散射光與瑞利散射光的頻率之差被稱之為Raman位移;Raman譜線的數(shù)目,位移的大小以及譜線的強度與分子的振動和轉(zhuǎn)動有關(guān),這些信息就反映了物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)象與所處環(huán)境。
Raman光譜通過分子的振動光譜來識別和區(qū)分不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu),稱為研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有效手段。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾點:第一,無需樣品制備;第二,不會對物質(zhì)造成損傷;第三,可以直接探測水溶液中的Raman位移而無需考慮水的影響。
目前的很多Raman光譜儀由于結(jié)構(gòu)復雜,體積龐大,很難應(yīng)用于現(xiàn)場檢測而僅僅限于實驗室中,但是隨著對現(xiàn)場探測要求的提高,能擁有一臺便攜式Raman光譜儀變成了很多領(lǐng)域工作人員的共同愿望,目前,世界上便攜式Raman光譜儀的研發(fā)與需求正在與日俱增,正在稱為Raman光譜應(yīng)用領(lǐng)域一個新的增長點。
先鋒科技公司代理的Andor公司iVac CCD,專門為便攜式Raman光譜儀提供探測設(shè)備,其不但結(jié)構(gòu)簡單,價格適中,具有USB計算機接口使得操作非常容易,同時具備專門的安裝孔便于安裝與攜帶,而且提供了專門用于二次軟件開發(fā)的庫函數(shù)數(shù)據(jù)庫,可以為用戶提供無限可能。
iVac-DR324B-FI CCD具有如下技術(shù)特點:
l NIR增強的前感光相機,在提高NIR靈敏度的同時有效消除背感光相機NIR波段的
l Etaloning效應(yīng)
l 峰值量子效率可達60% @750nm
l 單窗口密封,有效增加光通量,提高Raman檢測的靈敏度
l Andor獨有的專利真空密封技術(shù),讓您再也無需為真空泄露而擔心
l 制冷方式簡單:風冷+半導體制冷,即便環(huán)境溫度升高到40度,制冷溫度依然有-50度,有效降低了芯片的暗噪聲,特別適合野外作業(yè)使用
l 即插即用的USB2.0計算機接口
l 前表面具有O圈與四個鎖緊螺絲孔使得相機很容易的固定在用戶的光學系統(tǒng)中
l 專門加固的防震連接器,使得保持長時間穩(wěn)定連接成為可能
l 35KHz到1.48MHz四檔讀出速度可選,使得用戶很容易進行靈敏度與快讀出之間的優(yōu)化,同時具有16bit的AD模式,動態(tài)范圍大
l 功能強大的動態(tài)鏈接庫:支持Labview,C/C++(32位和64位)和VB通過windows進行編程;C/C++同時支持 Linux界面。