第5章　激光拉曼光譜法

5.1　引言

拉曼光譜（Raman spectroscopy）是一種散射光譜，早在1923年德國物理學家Asmekal就已經預言了拉曼效應。在1928年，印度物理學家拉曼（C.V.Raman）通過透鏡將太陽光聚光后，照射到無色透明的液體苯樣品上，然后采用不同顏色的濾光片觀察光的變化情況。在實驗中他發現了與入射光波長不同的散射光，并記錄了散射光譜。拉曼的這項工作于1930年獲得了諾貝爾物理學獎。為了紀念這一發現，人們將與入射光不同頻率的散射光稱為拉曼散射。由于拉曼散射的頻率與入射光不同，而產生的頻率位移稱為拉曼位移。當拉曼散射光與入射光的頻率之差與發生散射的分子振動頻率相等時，通過拉曼散射的測定可以得到分子的振動光譜。拉曼光譜和紅外光譜同屬于分子振動-轉動光譜，但它們的機理是不同的。紅外光譜是分子對輻射源紅外光的特征吸收，可以直接觀察到樣品分子對輻射能量的吸收情況；而拉曼光譜則是對分子輻射源的散射。事實上，拉曼光譜的觀察非常困難，主要原因是拉曼效應很弱，測量拉曼光譜時對樣品要求很嚴格，只能測試純液體或濃溶液樣品。另外，樣品本身若產生熒光和雜散光對測定會有干擾，加之儀器的發展滯后，使得拉曼光譜的發展較慢。直至20世紀60年代初期，隨著激光技術的迅速發展，人們很快把激光用作拉曼光譜的激發光源，通常稱為激光拉曼光譜使拉曼光譜得以快速發展。現代拉曼光譜儀已克服了早期拉曼實驗上的許多困難，它與紅外光譜一樣，是研究分子振動光譜的重要方法。