基于印度科學(xué)家C.V.拉曼(Raman)發(fā)現(xiàn)拉曼散射效應(yīng)：不同的入射光頻率的散射光譜進(jìn)行分析所得到的分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的信息，并應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)分析研究的一種分析方法，稱為拉曼光譜(Ramanspectra)。

一、拉曼散射光譜具有以下明顯的特征：

  a.拉曼散射譜線的波數(shù)雖然隨入射光的波數(shù)而不同，但對(duì)同一樣品，同一拉曼譜線的位移與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，只和樣品的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)。

  b.在以波數(shù)為變量的拉曼光譜圖上，斯托克斯線和反斯托克斯線對(duì)稱地分布在瑞利散射線兩側(cè)，這是由于在上述兩種情況下分別相應(yīng)于得到或失去了一個(gè)振動(dòng)量子的能量。 

  c.一般情況下，斯托克斯線比反斯托克斯線的強(qiáng)度大。這是由于Boltzmann分布，處于振動(dòng)基態(tài)上的粒子數(shù)遠(yuǎn)大于處于振動(dòng)激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù)。

二、拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性

  提供快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、且更重要的是無(wú)損傷的定性定量分析，它無(wú)需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過(guò)光纖探頭或者通過(guò)玻璃、石英、和光纖測(cè)量。 

  ①由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學(xué)化合物的理想工具。 

  ②拉曼一次可以同時(shí)覆蓋50～4000波數(shù)的區(qū)間，可對(duì)有機(jī)物及無(wú)機(jī)物進(jìn)行分析。相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測(cè)器。 

  ③拉曼光譜譜峰清晰尖銳，更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索、以及運(yùn)用差異分析進(jìn)行定性研究。在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中，單獨(dú)的拉曼區(qū)間的強(qiáng)度可以和功能集團(tuán)的數(shù)量相關(guān)。

  ④因?yàn)榧す馐闹睆皆谒木劢共课煌ǔＶ挥?.2～2毫米，常規(guī)拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對(duì)常規(guī)紅外光譜一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，而且拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進(jìn)一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品。 

  ⑤共振拉曼效應(yīng)可以用來(lái)有選擇性地增強(qiáng)大生物分子發(fā)色基團(tuán)的振動(dòng)，這些發(fā)色基團(tuán)的拉曼光強(qiáng)能被選擇性地增強(qiáng)1000到10000倍。

拉曼光譜可以用來(lái)分析很多不同類型的樣品，通常包括以下種類：
固體、粉末、液體、膠體、軟膏、氣體; 
無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、生物材料; 
純物質(zhì)、混合物、溶液; 
一般來(lái)說(shuō)，拉曼不適合分析以下樣品：金屬及其合金。

  目前拉曼光譜應(yīng)用的典型例子包括： 

  藝術(shù)品和考古——顏料、陶瓷以及寶石的表征與鑒定;

碳材料——碳納米管的結(jié)構(gòu)與純度、缺陷/無(wú)序度表征;

  化學(xué)——結(jié)構(gòu)、純度、反應(yīng)監(jiān)控; 

  地質(zhì)學(xué)——礦物鑒別和分布、包裹體、相變;

  生命科學(xué)——單個(gè)細(xì)胞或組織表征，藥物、疾病診斷; 

  藥學(xué)——藥物成分均勻性和組分分布; 

  半導(dǎo)體——純度、摻入成分、應(yīng)力。

布魯克拉曼光譜儀的性能特點(diǎn)

   1、科研級(jí)光譜性能

   該光譜儀擁有高檢測(cè)靈敏度和高光譜分辨率，同時(shí)確保了良好的空間分辨率。在mapping和成像測(cè)定中，可通過(guò)一次掃描，以4cm^-1分辨率記錄全部拉曼光譜。對(duì)于諸如同位素分裂或多晶現(xiàn)象等要求嚴(yán)苛的研究，只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)，即可將分辨率設(shè)置為1.5cm^-1。

  2、較好的波數(shù)準(zhǔn)確度 

  要得到可重復(fù)的分析結(jié)果，準(zhǔn)確校正波長(zhǎng)必不可缺。布魯克獨(dú)特的SureCALTM技術(shù)確保了全自動(dòng)連續(xù)校正波長(zhǎng)，而無(wú)需用戶進(jìn)行任何操作。 

  3、操作直觀而又輕松 

  不論是對(duì)于常規(guī)用戶，還是對(duì)于專家，該光譜儀都是一個(gè)使用起來(lái)非常簡(jiǎn)便而又直觀的系統(tǒng)。硬件和軟件合為一體。當(dāng)操作人員在軟件引導(dǎo)下執(zhí)行顯微拉曼光譜分析工作流程時(shí)，所有相關(guān)硬件改變均自動(dòng)完成。 

  4、簡(jiǎn)便地執(zhí)行拉曼光譜成像 

  該光譜儀具備強(qiáng)大的共焦拉曼光譜成像和mapping功能，可以直接使用，無(wú)需費(fèi)時(shí)選擇參數(shù)。高效數(shù)據(jù)采集與高精度mapping樣品臺(tái)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)空間分辨率，快速生成拉曼光譜成像。即使是高分辨率拉曼光譜成像，亦可在數(shù)秒鐘內(nèi)采集完畢。 

  5、高效而又靈活 

  該光譜儀能讓你快速而又順利地獲得期望的結(jié)果。從觀察樣品，到檢查光譜質(zhì)量，再到設(shè)定感興趣區(qū)域，它可分步驟引導(dǎo)用戶執(zhí)行數(shù)據(jù)采集程序，然后，才開始執(zhí)行拉曼光譜測(cè)定。執(zhí)行每個(gè)分析步驟時(shí)，屏幕只顯示可使用的功能。但同時(shí)，該光譜儀維持了較廣靈活性，可滿足具挑戰(zhàn)的研究應(yīng)用的要求。 

  6、輕而易舉地從光譜得出結(jié)果 

  在執(zhí)行測(cè)定的同時(shí)，該光譜儀可按照用戶預(yù)先設(shè)定的分析方法評(píng)估數(shù)據(jù)。OPUS軟件包含各式各樣的單變量法和多變量法的化學(xué)計(jì)量方法，可以將采集到的拉曼光譜轉(zhuǎn)換成有意義的圖像。歸功于智能搜索算法和不計(jì)其數(shù)的拉曼光譜庫(kù)，鑒定試樣成分易如反掌。 

  7、一切盡在掌控

  只需加載預(yù)先設(shè)定的測(cè)量設(shè)置參數(shù)，即可將該光譜儀配置為執(zhí)行特定應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)。按照該等參數(shù)文件的設(shè)定，系統(tǒng)將自動(dòng)選定所有儀器部件，如激光器、光柵和光圈等。此外，軟件中的任何儀器參數(shù)交互適配，都將使系統(tǒng)立即調(diào)整硬件配置。高度儀器智能可避免選擇錯(cuò)誤配置。

SENTERRA II是一款易操作、免維護(hù)的共聚焦拉曼顯微鏡。使用高度自動(dòng)化的SENTERRA II，可以便捷地在失效分析、質(zhì)量控制和科學(xué)研究中進(jìn)行拉曼光譜分析和成像。