拉曼光谱仪的激光光源

　　拉曼光谱仪因其具有的非侵入式、无破坏性、无需试样预处理准备等优点得到了广泛的应用。近年来，随着科技的不断发展，人们已研制出适合不同行业领域应用需求的拉曼光谱仪。

　　拉曼光谱仪主要由激光光源、收集光路、分光光路及信号采集和分析系统组成。对拉曼光谱仪的一般要求是Zda程度地探测到来自检材的拉曼散射光、有较高的光谱分辨率和频移精度等。一般而言，提高拉曼散射光的激发效率可有效提高来自试样的拉曼散射光强度，而散射光激发效率的提高则有赖于仪器的使用对象及激光光源的选择。

拉曼光谱仪的常用激光光源

　　作为拉曼光谱仪的激发光源，仪器的检测对象及应用场合决定了对激光光源的选择。根据所用基质的不同，激光器可分为气体激光器、固体激光器、液体激光器以及其它激光器等4类。

　　气体激光器在拉曼光谱仪中的应用十分广泛，如氩离子激光器、氦氖激光器、CO2激光器和准分子激光器等。氩离子激光器具有较高的输出功率，波长稳定、线宽狭窄，而且环境温度和光学系统调校对其工作波长的影响不大。氩离子激光器属于多谱线输出，其主要输出波长为488nm与514.5nm，目前多采用空气冷却型氩离子激光器作拉曼光谱仪的激发光源。氦氖激光器制造工艺成熟、连续使用寿命长，但输出功率较低，其输出波长为632.8nm。CO2激光器属于分子气体激光器，有一定的调谐范围，输出波长介于9.1～10.7nm。准分子激光器的输出功率高，并且相应的激光范围很宽，多用于紫外波段。

　　固体激光器主要有红宝石激光器、Nd：YAG激光器、倍频的Nd：YAG激光器和半导体激光器等。固体激光器的特点是输出功率高、体积小且很坚固。其中输出为1064nm红外光的Nd：YAG激光器常用于傅立叶变换拉曼光谱仪中。半导体激光器是所有激光器中效率Zgao且体积Z小的一种，输出波长范围有375nm、405nm、635nm和780～980nm等。

　　液体激光器采用液体染料作泵浦介质，一般在某个波长范围输出波长可调的激光，常用于共振拉曼光谱仪。

　　其它激光器中的自由电子激光器(FEL)可在一个宽的频率范围(微波至真空紫外)输出平均功率为几kW的相干共线激光。自旋反转拉曼激光器则采用处于低温和磁场下具有自旋反转效应的半导体材料作基质。色心激光器的基质材料为碱卤晶体，通过俘获电子的空位畸变产生弛豫，导致粒子数反转从而产生激光。

　　由于拉曼光谱信号取决于物质分子的内部结构，而与激发光源的种类无关，因此对激发光源的要求并没有固定模式，上述几类激光器均可应用于拉曼光谱仪。

拉曼光谱仪激光光源选择

　　拉曼光谱仪激光器选择原则：

　　1、拉曼散射效应强度与激发光频率的四次方成正比(与波长的四次方成反比)，因此激发光频率越大(波长越小)，激发效果越明显。

　　2、拉曼光谱仪激发波长越接近分子的Zda吸收峰处的波长，越容易产生共振拉曼效应，拉曼信号越强。

　　3、拉曼光谱仪用紫外激发，样品产生的荧光和拉曼信号相个较远，因此不会有荧光干扰，用近红外波长激发，荧光信号弱，因此荧光干扰也小。

　　4、拉曼光谱仪紫外激发能量高，容易使样品受到损伤，近红外激发热效应大，容易使样品受热分解。

　　5、因为表面增强的基底一般是银或金，银基底或金基底在可见光激发下产生的增应Z强，一般选514.5nm、532nm、633nm激发。