好久不见,有没有甚是想念?
天气渐暖,春意渐浓。
小猪曼曼也想着
让金猪爸爸带着去郊外踏踏青~
春天里,百花香
真的好想去~
这里
这里
还有这里!
然而
金猪粑粑带着曼曼
车游天下了
其实也没什么哦
只要心怀天下,哪里不是春天呢!
讲到这里,小猪曼曼建议:
趁着这春意盎然,万物复苏的好时光,
我们去种一棵
名叫拉曼光谱的小树苗吧。
话不多说,
先给大家发点纯天然有机肥料,
另外附送成长秘籍。
解锁秘籍
需要了解什么是拉曼位移。
激光拉曼光谱仪使用的是激光,
测量的是与物质发生相互作用后,
能量和方向发生转变的激光。
也就是说,
发生了拉曼散射,有能量转移。
还记得这个图吗?
入射光照到样品上,
入射光的波长为λ,能量为(h*c*1/λ)。
其中h为普朗克常量,c为光速。
我们探测的信号是发生了拉曼散射的光,
其波长为λ拉曼散射,
能量为(h*c*1/λ拉曼散射)
能量转移的多少就是我们所说的
拉曼位移(单位cm-1),
其大小就是(1/λ - 1/λ拉曼散射),
省掉hc只是为了简化计算。
在拉曼光谱图的X轴就是拉曼位移。
对于一个特定的物质,
如苯甲腈所有
拉曼特征峰的位置(拉曼位移)是一定的。
在相同条件
(如测量时间,功率,测量次数等相同)
下用不同的激发波长测同一个苯甲腈
除了Y轴强度上会有差异外,
特征峰的拉曼位移是不会有所改变的。
所有的特征峰构成苯甲腈这个物质的
独一无二的“化学指纹”。
但是值得注意的是,
拉曼位移A是我们通过
A=(1/λ - 1/λ拉曼散射)计算得到的,
我们拉曼光谱仪探测器
实际测量的其实是拉曼散射光λ拉曼散射。
讲到这里,曼曼想到了一个问题,
看大家是否能回答。
拉曼光谱仪有两种探测器:
CCD探测器和InGaAs探测器,
为什么532 nm和785 nm激发激光
配置的是CCD探测器,
而1064 nm激发激光
配置的一定是InGaAs探测器?
给大家一点提示:
1、每个探测器能够探测
光的灵敏度是不一样的,
有些波长的光只能用CCD,
有些波长的光只能用InGaAs探测器探测到?
2、假如我们的光谱范围
集中在物质的指纹区400 – 2300 cm-1,
那么使用不同激发波长,
探测器探测的拉曼散射光波长(nm)范围是多少?
答案如下
激发激光波长
拉曼光谱指纹区
指纹区对应的拉曼
散射光波长范围
532 nm
400 – 2300 cm-1
~543 – 606 nm
785 nm
400 – 2300 cm-1
~810 – 958 nm
1064 nm
400 – 2300 cm-1
~1111 – 1409 nm
CCD探测器的灵敏度——量子效率,
对于测量波长高于1000 nm
的光来说很低,<20%。
通俗的说,
有100个信号波长
在1000 nm以上的光来到CCD上,
CCD连20个都探测不到。
785 nm和532 nm激发
激光指纹区的拉曼散射光波长
正好落在CCD的最佳探测范围内。
InGaAs探测器与CCD探测器不同,
他针对的是波数
在1000 nm以上的信号光的测量。
因此,使用1064 nm激发激光,
拉曼光谱仪配置的不是CCD探测器
而是InGaAs探测器。
大家能否计算一下
如果拉曼信号峰的拉曼位移在3500 cm-1,
使用785 nm激发激光,
拉曼散射光的波长是多少?
答案:1082 nm。
CCD探测器的量子效率低于20%,
信号很难被检测到。
手持式拉曼光谱仪使用的
都是简单的线性CCD阵列,
灵敏度都不高。
那么,大于2300 cm-1波数的信号
其实是很难测量到的。
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