第5章　激光拉曼光谱法

5.1　引言

拉曼光谱（Raman spectroscopy）是一种散射光谱，早在1923年德国物理学家Asmekal就已经预言了拉曼效应。在1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）通过透镜将太阳光聚光后，照射到无色透明的液体苯样品上，然后采用不同颜色的滤光片观察光的变化情况。在实验中他发现了与入射光波长不同的散射光，并记录了散射光谱。拉曼的这项工作于1930年获得了诺贝尔物理学奖。为了纪念这一发现，人们将与入射光不同频率的散射光称为拉曼散射。由于拉曼散射的频率与入射光不同，而产生的频率位移称为拉曼位移。当拉曼散射光与入射光的频率之差与发生散射的分子振动频率相等时，通过拉曼散射的测定可以得到分子的振动光谱。拉曼光谱和红外光谱同属于分子振动-转动光谱，但它们的机理是不同的。红外光谱是分子对辐射源红外光的特征吸收，可以直接观察到样品分子对辐射能量的吸收情况；而拉曼光谱则是对分子辐射源的散射。事实上，拉曼光谱的观察非常困难，主要原因是拉曼效应很弱，测量拉曼光谱时对样品要求很严格，只能测试纯液体或浓溶液样品。另外，样品本身若产生荧光和杂散光对测定会有干扰，加之仪器的发展滞后，使得拉曼光谱的发展较慢。直至20世纪60年代初期，随着激光技术的迅速发展，人们很快把激光用作拉曼光谱的激发光源，通常称为激光拉曼光谱使拉曼光谱得以快速发展。现代拉曼光谱仪已克服了早期拉曼实验上的许多困难，它与红外光谱一样，是研究分子振动光谱的重要方法。