激光拉曼光譜技術ppt課件(已修改)
2025-05-16 05:01 本頁面
【正文】 第七章 激光拉曼光譜技術 ? 1928年 印度科學家拉曼 (C. V. Raman)與克里希南 (K. S. Krishnan)在液體與蒸汽中發(fā)現(xiàn)了拉曼散射現(xiàn)象。 當一束光入射到分子上時 ， 除了產(chǎn)生與入射光頻率 ω0相同的散射光以外 ， 還有頻率分量為 ω0177。 ωM的散射光 ， ωM是與分子振動或轉動相關的頻率 ， 拉曼散射非常弱 。 ?拉曼獲得了 1930年度的諾貝爾獎金 由分子振動、固體中的光學聲子等元激發(fā)與激發(fā)光相互作用產(chǎn)生的非彈性散射稱為拉曼散射，一般把瑞利散射和拉曼散射合起來所形成的光譜稱為拉曼光譜。 拉曼頻率及強度 、 偏振等標志著散射物質的性質 。從這些資料可以導出物質結構及物質組成成分的知識 。這就是拉曼光譜具有廣泛應用的原因 。 拉曼效應起源于分子振動 ((和點陣振動 ))與轉動 ，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級 ((點陣振動能級 ))與轉動能級結構的知識 。 拉曼散射強度是十分微弱的 ， 大約為瑞利散射的千分之一 。 在激光器出現(xiàn)之前 ， 為了得到一幅完善的光譜 ， 往往很費時間 。 激光器的出現(xiàn)使拉曼光譜學技術發(fā)生了很大的變革 。 自上一世紀 60年代以后，引入了激光而迅速地發(fā)展了一種嶄新光譜技術 —— 激光拉曼光譜技術。 由于激光具有很好的單色性、方向性，且強度很大，因而它們成為獲得拉曼光譜的近乎理想的光源，特別是連續(xù)波氬離子激光器。于是拉曼光譜學的研究又變得非?；钴S了，其研究范圍也有了很大的擴展。 除擴大了所研究的物質的品種以外 ， 在研究燃燒過程 、探測環(huán)境污染 、 分析各種材料等方面拉曼光譜技術也已成為很有用的工具 。 激光拉曼光譜技術與紅外光譜技術相結合，成為物質結構研究的強大工具。 IR SpectrographyAbsorption Raman SpectrographyScattering 相干拉曼散射效應： 由強激光電場誘導的二次以上的高階極化現(xiàn)象 ， 散射光具有良好的方向性與相干性 ， 故稱為相干拉曼散射 ． 信號強度大 ， 可比自發(fā)拉曼散射光的強度提高 109量級 。 用相干拉曼散射進行光譜測量 ， 發(fā)現(xiàn)了一些用自發(fā)拉受散射無法發(fā)現(xiàn)的光譜信息 。 Raman散射可分為 ： 自發(fā) Raman 散射和相干 Raman 散射 自發(fā)拉曼散射效應： 一階線性極化效應，產(chǎn)生的散射光強度較弱 ? 受激拉曼散射 (SRS) ? 受激拉曼增益散射 (SRGS)與逆拉曼散射 (IRS) ? 相干斯托克斯拉曼散射 (CSRS)與反斯托克斯拉曼散射 (CARS) ? 拉曼誘導克爾效應 (RIKES) 相干拉曼散射現(xiàn)象有： 第一節(jié) 自發(fā)拉曼散射 一、拉曼散射理論 經(jīng)典處理 感應的極化強度 P＝ Nμ在頻率為 ωp、 ωp－ ωm、 ωp＋ ωm處產(chǎn)生輻射； （ 1）散射光頻率為 ωp時，散射光頻率與入射光相同，是一種彈性散射，稱 瑞利散射 ； （ 2）散射光頻率為 ωp－ ωm時，為 斯托克斯拉曼散射 ，非彈性散射； （ 3）散射光頻率為 ωp＋ ωm時，為 反斯托克斯拉曼散射 ，非彈性散射。 虛 態(tài)激 發(fā) 態(tài)基 態(tài)入 射 光斯 托 克 斯拉 曼 散 射 瑞 利 散 射反 斯 托
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