拉曼光譜儀一般由光源、外光路、色散系統(tǒng)、及信息處理與顯示系統(tǒng)五部分組成。
?、偌ぐl(fā)光源:常用的有Ar離子激光器,Kr離子激光器,He-Ne激光器,Nd-YAG激光器,二極管激光器等。
?、跇悠费b置:樣品放置方式,包括直接的光學(xué)界面,顯微鏡,光纖維探針和樣品。
?、蹫V光器:激光波長的散射光(瑞利光)要比拉曼信號(hào)強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí),必須在進(jìn)入檢測(cè)器前濾除,另外,為防止樣品不被外輻射源照射,需要設(shè)置適宜的濾波器或者物理屏障。
④單色器和邁克爾遜干涉儀:有單光柵、雙光柵或三光柵,一般使用平面全息光柵干涉器一般與FTIR上使用的相同,為多層鍍硅的CaF2或鍍Fe2O3的CaF2分束器。也有用石英分束器及擴(kuò)展范圍的KBr分束器。
?、輽z測(cè)器:傳統(tǒng)的采用光電倍增管,目前多采用CCD探測(cè)器,F(xiàn)TRaman常用的檢測(cè)器為Ge或InGaAs檢測(cè)器。
拉曼光譜儀又細(xì)分為激光拉曼光譜儀(laser Raman spectroscopy)和傅立葉變換-拉曼光譜儀(FT-Ramanspectroscopy)。其結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)如下:
?。?)激光拉曼光譜儀(laser Raman spectroscopy)
激光光源:He-Ne激光器,波長632.8nm;Ar激光器,波長514.5 nm,488.0nm;散射強(qiáng)度∝1/λ;單色器:光柵,多單色器;檢測(cè)器:光電倍增管,光子計(jì)數(shù)器。
激光拉曼光譜因與紅外光譜有著相同的波長范圍且操作相對(duì)簡單,因此備受重視。所具有的優(yōu)點(diǎn)如下:光源頻率可調(diào)、分辨性好,分辨率高、譜峰常為尖峰,樣品用量少(常規(guī)用量2~2.5 ug,微量操作時(shí)用量為0.06 ug)、只有少量的倍頻及組頻、樣品測(cè)試范圍廣涵蓋水溶液樣品。激光拉曼光譜儀中的激光易激發(fā)出熒光,從而影響測(cè)定結(jié)果。為了避免弊端,研制了新型的傅里葉變換近紅外激光拉曼光譜儀和共焦激光光譜儀。
?。?)傅立葉變換-拉曼光譜儀(FT-Ramanspectroscopy)
光源:Nd-YAG釔鋁石榴石激光器(1.064μm);檢測(cè)器:高靈敏度的銦鎵砷探頭。激光光源、試樣室、邁克爾遜干涉儀、特殊濾光器、檢測(cè)器組成。
優(yōu)點(diǎn):避免了熒光干擾;精度高;消除了瑞利譜線;測(cè)試速度快。