【知識】拉曼光譜32個常見問題匯總！
2022-05-26 15:54:54
作者：材料基 來源：材料基
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請問激光拉曼光譜和紅外光譜有什么區別？
1.象形的解釋一下，紅外光譜是“凹”，拉曼光譜是“凸”。兩者兩者互為補充。
2.（1）從本質上面來說，兩者都是振動光譜，而且測量的都是基態的激發或者吸收，能量范圍都是一樣的。
（2）。拉曼是一個差分光譜。形象的來說，可樂的價錢是1毛錢，你扔進去1毛錢，你就能得到可樂，這是紅外。可是如果你扔進去1塊錢，會出來一瓶可樂和9毛找的錢，你仍舊可以知道可樂的價錢，這就是拉曼。
（3）。光譜的選擇性法則是不一樣的，IR是要求分子的偶極矩發生變化才能測到，而拉曼是分子的極化性（polarizibility）發生變化才能測到。
（4）。IR很容易測量，而且信號很好，而拉曼的信號很弱。
（5）。使用的波長范圍不一樣，IR使用的是紅外光，尤其是中紅外，好多光學材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可選擇的波長很多，從可見光到NIR，都可以使用。當然了還有很多不同的地方，比如制樣方面的，IR有時候相對比較的復雜，耗時間，而且可能會損壞樣品，但是拉曼并不存在這些問題。
（6）。拉曼和紅外大多數時候都是互相補充的，就是說，紅外強，拉曼弱，反之也是如此！但是也有一些情況下二者檢測的信息是相同的。
3.本質上是這樣的，紅外是吸收光譜，拉曼是散射光譜，偶老板告訴我的，雖然他不是做這個方面的。
紅外是當被測分子被一定能量的光照射是，分子振動能級發生躍遷，同時由于分子的振動能量高于轉動能級，那樣，振動的同時，肯定含有轉動，所以，紅外是分子的振轉吸收，也就是它將能量吸收。
拉曼是當一束光子撞擊到被測分子上時，從量子力學上講，光子與分子發生非彈性碰撞，光子的能量經過碰撞之后增加或者減少，這樣就是拉曼散射。也就是說光子的能量沒有完全吸收。當然也有完全彈性碰撞，那種情況不是拉曼散射，是瑞利散射。從能級的角度來講拉曼散射，是分子先吸收了光子的能量，從基態躍遷到虛態，到了虛態之后，由于處于高能級，它從虛態返回到第一振動能級，釋放能量，這樣放出的光子的能量小于入射光子的能量，這樣就是拉曼散射的一種，也就是處于斯托克斯散射。當從第一振動能級躍遷到虛態，然后從虛態返回到基態，這樣放出的能量就大于入射光的能量，這就是反斯托克斯區，也是拉曼散射的一種。能量不變的就是銳利散射。
4.有些振動紅外和拉曼都能檢測到，有些振動只有其中一個能檢測。比如氧氣、氮氣只能用拉曼檢測。
紅外不能檢測低于400波數的。紅外更適合用于有機物，拉曼更適合無機物。紅外受水的干擾比較大。
什么是藍移什么是紅移？
通常來說，藍移就是波長向短波長方向移動，波數增加；紅移就是波長向長波長方向移動，波數減少。
1.紅移在物理學和天文學領域，指物體的電磁輻射由于某種原因波長增加的現象，在可見光波段，表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，即波長變長、頻率降低。相反的，波長變短、頻率升高的現象則被稱為藍移
2.譜峰的“紅移”和“藍移”是指在分子光譜中生色團受與其相連的分子中其他部分的影響和溶劑的影響而使其吸收峰位置發生移動的現象，當吸收峰移向長波方向時就稱為“紅移”，移向短波方向時則稱為“藍移”。實際上這種現象不僅會發生在分子的電子能級躍遷過程中，而且也會發生在在分子的振動和轉動能級的躍遷中，只不過在紅外光譜中很少有人這么叫。
在原子發射光譜中，因為原子線是由處于氣態的激發態原子或離子產生的，所以其波長不會受原來分子中環境的影響，同樣也不會受溶劑的影響，因此根本就不會存在分子光譜中的“紅移”和“藍移”現象。
有幾種激光光源？
1.氬離子、半導體、氦氖
2.可見光激光器應用最多的是氬離子激光器，可產生10種波長的激光，其中最強的是488納米（藍光）和514納米（綠光）激光器，現在最為常用，性能十分穩定的是514納米激光器；另外，532納米固體二極管泵浦激光器、632.8納米（紅光）、780納米等可見光激光器；以及785納米二極管、830納米近紅外激光器；摻釹的釔鋁石榴石（YAG）激光器被用作傅里葉變換拉曼光譜的光源，其激光波長為1064納米（紅外）；染料激光器是目前較成熟、應用較為普遍的可調諧激光器，是共振拉曼研究時的理想光源。
一般來說，拉曼光譜與激光的波長是無關的，選擇不同波長的激光主要取決于研究的對象，如果研究生物蛋白質、細胞等，則需要波長較長的近紅外光，避免了熒光對拉曼光譜的干擾。但對于一些深色、黑色粉末樣品，由于近紅外的熱效應，而使熱背景干擾拉曼光譜，這時選擇可見光區的激光比較合理。對于研究化學發光和熒光光譜，則選擇紫外激光器。所以在研究顏料時，選配514納米和785（或830納米）納米兩種波長的激光器就夠用了，對于紅、黃、白色顏料采用785納米的激光器進行分析，對于藍、綠色顏料則采用514納米的激光器進行分析。
3.激光出現以前主要用低壓水銀燈作為光源，目前已很少使用。為了激發喇曼光譜，對光源最主要的要求是應當具有相當好的單色性，即線寬要窄，并能夠在試樣上給出高輻照度。氣體激光器能滿足這些要求，自準性能好，并且是平面偏振的。各種氣體激光器可以提供許多條功率水平不同的分立波數的激發線。最常用的是氬離子激光，波長為514.5nm和488.0nm的譜線最強，單頻輸出功率為0.2～1W左右。也可以用氦氖激光（632.8nm，約50mW）。
4.在光纖測量和光纖傳感系統中使用的光源種類很多，按照光的相干性，可分為非相干光源和相干光源。非相于光源包括白熾光源和發光二極管（LED），相干光源包括各種激光器。激光器按工作物質的不同，可分為氣體激光器、液體激光器、固體激光器和半導體激光器等。半導體光源是光纖系統中最常用的也是最重要的光源。其主要優點是體積小、重量輕、可靠性高、使用壽命長，亮度足夠、供電電源簡單等。它與光纖的特點相容，因此，在光纖傳感器和光纖通信中得到廣泛應用。半導體光源又可分為發光二極管（LED）和半導體激光器（LD）。這兩種器件結構明顯不同，但卻包含相同的物理機理。增益帶寬高于任何其它媒質，主要由于光子發射是因兩個能帶間的電子運動所致。半導體激光器的典型增益曲線延寬到 1012Hz。
5.紫外的也有的比如214nm
什么是CCD ?
1.電荷偶合器件，Charge coupled device
2.固體檢測器。目前已被采用的固體檢測器主要有：
1） CCD（Charge-CoupledDetector），電荷耦合檢測器。二維檢測器，每個CCD檢測器包含2500個像素，將22個CCD檢測器環形排列于羅蘭園上，可同時分析120-800nm波長范圍的譜線。
2） CID（Charge-InjectionDetector），電荷注入式檢測器，二維陣列，28×28mm的芯片共有512×512（262,144）個檢測單元，覆蓋167-1050nm波長范圍；
3） SCD（SubsectionCharge-Coupled Detector）分段式電荷耦合檢測器，面陣檢測器，面積：13×19mm，有6000個感光點，有5000條譜線可供選擇；
4）CCD、CID等固體檢測器，作為光電元件具有暗電流小、靈敏度高、信噪比較高的特點，具有很高的量子效率，接近理想器件的理論極限值。而且是超小型的、大規模集成的元件，可以制成線陣式和面陣式的檢測器，能同時記錄成千上萬條譜線，并大大縮短了分光系統的焦距，使直讀光譜儀的多元素同時測定功能大為提高，而儀器體積又可大為縮小，焦距可縮短到0.4m以下，正在成為PMT器件的換代產品。
3.CCD也有百萬象素的。不是所有的ccd都應用于羅蘭圓類儀器上。典型儀器：Varian Vista MPX。CID也有大面積的，百萬象素的，Leeman Prodigy
如何用拉曼光譜儀測透明的有機物液體，測試時放到了玻璃片上測出來的結果是玻璃的光譜？
1.我今天還在用激光拉曼測聚苯乙烯，沒有出現你說的情況啊是不是玻璃管被污染的厲害？
2.你測出的玻璃的信號，有沒有可能們焦點位置不對？
3.應該是聚焦位置不對，聚在玻璃上了，我以前也犯過同樣的錯誤。
4.用凹面載玻片，液體量會比較多，然后用顯微鏡聚焦好就可以了，如果液體有揮發性，最好液體上用蓋玻片，然后焦點聚焦到蓋玻片以下。
如果還不行，你可以查一下“液芯光纖”這個東東。
5.建議：
（1）有機液體里面的分析物質濃度多大？ Raman測定的是散射光，所以在溶液中的強度相對比較底，故分析物濃度要大些。
（2）你用的是共聚焦Raman嗎？聚焦點要在毛細管的溶液里面才好。可以在溶液中放點“雜物”方便聚焦。
（3）玻璃是無定形態物質，應該Raman信號比較弱才對。
請問用激光拉曼儀能測量薄膜的厚度、折射率及應力嗎？它能對薄膜進行那些方面的測量呢？
1.應該不能測薄膜的厚度、折射率及應力吧
2.現在的共焦顯微拉曼可以做膜及不同層膜的，你的問題我覺得用橢偏儀更好
3.拉曼光譜可以測量應力，厚度好像不行
4.應力可以測，應力有差別的時候拉曼會有微小頻移，其他兩種沒聽說過拉曼能測
拉曼做金屬氧化物含量的下限是多少？ 我有一幾種氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD檢測不到，拉曼可以嗎？
應該和待測樣品的拉曼活性有關，并不能絕對說一定能測到多少檢測線，有些氧化物可能純的樣品也測不出光譜，信號強的則可能會低一些
拉曼峰1640對應的是什么東西啊？無機的。
紅外分析氣體需要多高的分辨率？ 拉曼光譜儀是否可分析純金屬？
1，分析氣體時理論上最高只需0.5cm-1。實際應用上絕大部分情況下4cm-1已足夠。對于氣體，還是希望分辨率高一些好，一般都用1cm-1一下，這樣對氣體的一些微小峰的變化檢測更好
2，基本上不可能。金屬不太可能作出來，因為一般不發生分子極化率改變。
請問如何進行拉曼光譜數據處理？
1.可以找相關的拉曼書上有一些特征峰的波數，自己對照分析。也可以在儀器軟件中的標準譜圖搜索，不過標準譜圖不太多的。
2.如果你有數據庫可以先比對一下能否確定物質種類，其次可以對峰位、信號強度等信息用曲線擬合方式進行分析。
請教作激光拉曼測試，樣品如何預處理？
1.一般來說，樣品都不需要做預處理，不象紅外那樣麻煩。分析固體和液體比較容易，氣體就難了，除非密度很大，否則只能用大型拉曼
2.表面打磨一下或用酒精丙酮一類的東西清洗一下更好，不這樣也行，在做的時候聚焦在比較干凈平整的地方就行。
請教拉曼譜實驗時，如何選擇激發波長，1064nm?還是785nm或633nm?
1.多看看相關文獻，我做的蛋白質常用514nm，也可以用紫外200nm附近激發即為共振拉曼，濃度低也可以測。
2.理論上講，拉曼光譜與激發光的波長無關。但有的樣品在一種波長的激光激發下會產生強烈熒光，對拉曼光譜產生干擾。這時要換一種激發光，以避開熒光的干擾。若樣品在不同激光激發下都不發熒光，則隨使用哪一種激光都可以。
3.根據瑞利定律，拉曼散射線的強度與激發光波長的四次方成反比。如果不考慮檢測器等因素，當然是激發光的波長越短越好，最好是紫外激光。但可惜的是，現在用于拉曼光譜儀上的CCD最好的響應波長在620nm左右，480nm以下的響應非常差，若CCD技術不進一步改進，紫外激光器對拉曼光譜儀很難說是一種有用的激光器。
微區拉曼和普通拉曼有區別嗎，尤其在圖譜上？多晶，單晶和非晶拉曼有何區別？
1.微區拉曼和普通拉曼只是實驗方法不同，拉曼譜圖的形狀原則上只取決于樣品，當然實驗方法不同對拉曼光譜圖的記錄效果有影響。
2.若不做偏振實驗，單晶和粉晶的拉曼光譜圖不會有太大差別，只是某些譜峰的相對強度有些不同。單晶與粉晶的拉曼光譜圖中的譜峰較尖銳，而非晶的譜峰趨于寬化。
3.微區拉曼和普通拉曼應是測試范圍上的不同吧！
激光拉曼儀的外光路調整好之后，在換一個樣品再進行測試時要重新調試外光路嗎？如果不需要，一般還要做哪些調整呢？
1.如果不換光源，應該不需要，只需要校正光路和強度就可以了，當讓還需要校正峰位。
2.其實不需要，只有在開機的時候才需要初始化。
3.其實不需要的，如果要更換激光來測樣品，才需要再次校正。
4.沒有重新開機就不需要調光路，但需要重新調焦，設置范圍。
拉曼光譜改變能確定物質結構相變嗎？
拉曼光譜改變只能說可能會發生相變，但不能絕對說發生相變。測定結構最好的方法還是x-ray.
有很多晶體的拉曼光譜，在加壓或改變溫度后拉曼峰變寬，然后就說該晶體此時是非晶相的，那末我想知道他衡量的尺度和標準是什么？
1.晶體的拉曼信號經常用來表征結晶程度和應力。 如果是結晶非常純凈的單晶，那么其晶格震動能量一定很‘純',也就是光譜峰寬很窄。 如果晶格被破壞，或結晶程度不夠好，激發后的震動能就是一個比較寬的范圍，表現在光譜峰寬就是展寬了。 晶格在不被破壞情況下被壓縮或拉伸就產生了應力，表現為峰位位移。
2.拉曼峰變寬是晶體的結晶程度不好
3.應該和能帶變寬有關系吧
4.晶型混亂度提高了
拉曼圖譜中峰位的強弱是什么因數造成的？
1.從分析角度來說應該是所測樣品中含有該成分的含量多少所影響的，當然也可能是因為該元素所受周圍力場的影響所致
2.排除含量的問題，分子結構是主要的影響因素。
3.和相應振動引起的極化率有關。
激光和FT拉曼的區別？
1.FT Raman可以減少熒光干擾這個說法沒錯。
2.你的研究目的是什么？FT Raman和激光顯微Raman應用領域是有一定差別的。
3.一般說來，做有機或高分子研究用FT Raman多些，做材料研究用激光Raman多些。
4.另外，你還要注意選擇合適的激發波長。
激光激發的拉曼譜線是高斯線型還是洛侖茲線型？是否與激光的線型有關？
1.來自于振蕩的偶極矩的輻射，經典的電磁場理論可以證明Raman的峰是一個Lorentzian形狀。但是實際上得到的Raman的峰是一個在Raman峰本身的形狀，（natural lineshape），儀器的傳輸函數（instrumentaltransfer function）和無序誘發的振蕩的分布（disorder-induceddistribution of vibrators）之間的卷積積分（convolution）。它經常被認為是高斯或者Voigt函數（一個完美的lorentzian和高斯函數的對稱卷積）。
2.通常，晶體的峰用Lorentz解析，非晶的用Gaussian解析比較合適。
怎樣計算拉曼光譜圖形中的應力值？
用SIT質數計算就可以了
什么是共焦顯微拉曼光譜儀？
1. 共焦拉曼指的是空間濾波的能力和控制被分析樣品的體積的能力。通常主要是利用顯微鏡系統來實現的。僅僅是增加一個顯微鏡到拉曼光譜儀上不會起到控制被測樣品體積的作用的—為達到這個目的需要一個空間濾波器。
2.（1）、顯微是利用了顯微鏡，可以觀測并測量微量樣品，最小1微米左右；（2）、共焦是樣品在顯微鏡的焦平面上，而樣品的光譜信息被聚焦到CCD上，都是焦點，所以叫共聚焦
3. 拉曼儀器的共焦有2種呢，一種是針孔共焦，一種是贗共焦。我覺得好像不應該稱為贗共焦，共聚焦有真正的定義說一定要針孔才是共聚焦嗎？好像沒有，頂多稱為傳統共聚焦或者針孔共聚焦、簡單共聚焦之類的。
拉曼系統自檢具體是檢測哪些硬件？是個什么過程？
主要是檢測儀器內的運動部件，如需要旋轉角度的光柵等。這種部件都會有自己的“機械零點”作為參考點。
要對Raman譜進行線寬分析，請教進行Lorentzian擬合？
使用origin軟件里的analysis功能可對Raman譜進行高斯和洛倫茲擬合
請問做raman時液體樣品要怎么封？樣品只能密封起來測，用玻璃毛細管據說不行 ，請問該怎么辦？
1.用紫外可見的池子來測試。有一個teflon蓋子。
2.拉曼對樣品的前處理要求不是太高，只要液體不揮發就好，一般試劑瓶就可以。關鍵是光的影響。你可以自己作一個暗盒把試計瓶放在暗盒里進行實驗
3.不會的啊，固體樣品只要放到樣品臺上就可以了，液體樣品只要遇熱和光不揮發就可以直接放在玻璃管中測量了。如果揮發，那么就要用毛細管封起來就可以了啊，具體的我也不知道，不過我想應該是將毛細管用酒精噴燈拉封口的吧！
4.酒精燈燒一下就可以了。
5.毛細管即可，兩頭火機封住。如果樣品信號太弱，可以用JY的轉角鏡頭，信號可增強
6.用毛細管裝液體樣品測試時，可以用橡皮泥封口
7.有專門的拉曼灘頭，我們測量固體時，隔著密封袋直接將灘頭頂在被測物就可以了；液體有專門的樣品池，但沒有那么麻煩吧。
8.并不是所有的儀器都帶這些配件的，有的只購買了核心部件，其他的都是自己配的。用毛細管應該是比較好的，很多人在用。蠟封就可以
請問粉末樣品的raman如何操作？
1.用的是什么樣的光譜儀，很多都是有專用封閉式樣品室，可以直接放置在里面對粉末樣做檢測的
2.粉末樣品可以試著壓片后進行測量，或是按你那方法，但是樣品盡量厚一些，避免樣品信號受下面背景影響。
固體粉末樣品，有毒，應該怎樣處理？直接用雙面膠粘到載波片上，可以嗎？還是需要其他處理方法？
最好還是使用玻璃管封裝起來測量！
1.這兩者都是振動光譜，從這一點上面來說，確實原理是一樣的。但是紅外是吸收光譜，而拉曼是散射光譜。
2.至于波長，拉曼采用的是激光作為激發源，波長范圍可以從紫外-可見-紅外都可以，最常見的是可見光和NIR的。而紅外只能選擇紅外光作為光源，包括從遠紅外到近紅外，平時最常用的是中紅外，4000cm-1到400cm-1。
3.從選擇法則上面來說，也就是什么樣的振動是紅外活性的，什么樣的振動是拉曼活性的，也是不一樣的。紅外活性（也就是可以被紅外檢測到的振動）必須是分子偶極矩發生變化，而拉曼活性的振動必須是有分子的極化性發生改變才能被檢測到。
4.從信號強度來說，拉曼的信號很弱，通常10的6次方-8次方才有一個拉曼散射的光子。而相對來說，紅外的信號要強！所以在實際應用中，紅外更廣泛一些！
5.兩者的光譜可以作為互補來確定分子的結構！
用激光粒度儀做固體樣品時，應該怎樣制備樣品？
1.為使顆粒處于單體狀態，在進行粒度測試前要對樣品進行分散處理。分散的方法有潤濕、攪拌、超聲波振動、分散劑等，有時這些方法往往同時使用。
2.我們現在是用的磁力攪拌加分散劑的方法。發現測大顆粒的時候攪拌時間過長會影響粒徑的大小。測出的結果偏小了
3.干樣如果采用濕法分散測量粒度的話需要將樣品放入裝有溶劑（一般是水）的分散池中通過攪拌、超聲等方式分散。而干樣如果采用干法分散測量粒度的話可通過干法分散系統直接測量。
請問什么樣的樣品需要用表面增強拉曼來測量，具體有沒有一個標準？不同材料的表面增強劑要如何制作？
1.不知道你的表面增強劑指的是什么？你應該想說的是表面增強拉曼的表面吧？制備增強表面很容易，通常來說都是使用Ag, Au或者Cu來作為增強表面。什么樣的樣品？取決于你的實驗目的了。沒有固定的標準。
2.當待測物的濃度很低時就需要用到表面增強拉曼了。最常用的就是把銀電極在氯化鉀溶液里電化學粗糙處理，然后把電極浸泡在待測物溶液中吸附一段時間，最后取出電極沖洗干凈就可以測了。
為什么金屬沒有Raman峰？
1.拉曼光譜是分子光譜，而金屬都是原子結構的，所以金屬沒有拉曼光譜。
2.這個問題要看拉曼效應產生的原理了。金屬中不存在分子的振動，當然就沒有拉曼譜了。
3.很多原子構成的物質都有拉曼信號，比如硅的520波數線。拉曼測的是振動能級，聲子能量，反映晶格振動的量子化能量的大小。金屬表面電子和原子實構成的等離子體對光有強烈的吸收（金屬的高反射性能也與此有關），使激光無法與內部原子作用，因此很難看到拉曼線。這是我根據自己已有知識的猜測，歡迎行內達人指正。
4.也可以用光的波矢k為虛數來解釋，當k為虛數時，光不能在此物質中傳播。當然和光的頻率w有關，用其它波長的光激發可以激發拉曼譜。
激光和FT拉曼的區別？
FT Raman可以減少熒光干擾這個說法沒錯。
你的研究目的是什么？FT Raman和激光顯微Raman應用領域是有一定差別的。
一般說來，做有機或高分子研究用FT Raman多些，做材料研究用激光Raman多些。另外，你還要注意選擇合適的激發波長。
RAMAN的強度受到哪些因素的影響？
1.濃度
2.還有激光的功率，以及你的測量的參數，尤其是光譜采集時間。
有沒有專門扣除拉曼背底、平滑拉曼圖的軟件？
1.Thermo Galactic 的GRAMS/AI
2.GRAM、origin都可以做平滑，不過平滑時小心，很容易造成小峰丟失和峰位位移。
3.Jobin Yvon的拉曼測試軟件Labspec就帶了譜圖處理功能，可以手工或自動擬合背景曲線做基線扣背景，還可以進行譜峰擬合分解。功能強大！
4.最好還是用與儀器相匹配的軟件比較好。
5.Grams或者Origin，Labspec也可以，平滑的話可以試試S—G平滑，數據失真會小一些
傅立葉變換拉曼光譜與激光拉曼光譜有什么區別？
1.基本有以下幾點：
（1）工作原理不一樣
（2）傅立葉拉曼側重于有機樣品分析，用的是近紅外激光器（1064nm），能量較低信號弱。而色散型拉曼可選不同波長的激光器（200～800nm），能量高，靈敏度高。
（3）使用傅立葉拉曼可減少樣品的熒光干擾。
（4）傅立葉拉曼價格便宜
（5）現在基本買色散激光拉曼的用戶較多。
2.傅立葉拉曼測水和黑色陽平效果不好，因為水和黑色樣品對紅外光的吸收都比較強，會導致本來就很弱的傅立葉拉曼信號會變的更弱
為什么熒光會影響raman譜？
1.拉曼測定的是分子受激發后的反射光，因此對于有些物資如無定型的物質玻璃等會在測定中產生強烈的熒光干擾，將拉曼信號掩蓋。
現在對于熒光的消除一般是采用更換光源，通過改變激發波長避免熒光在測定的波數范圍內出現。
2.有時候做拉曼的時候熒光背景較強，就需要改變激發波長來消除熒光影響的。
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標簽： 拉曼光譜, Raman Spectra, 散射光譜
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