这种不寻常的拉曼散射加强征象被称为 概况加强

发布日期:2019-09-30   阅读次数:

  拉曼散射取布里渊散射 拉曼散射和布里渊散射都属于非弹性散射, 它是光场颠末非弹性散射将能量 传送给介质发生的效应。 非弹性散射的一个特点就是它的散射频次不等同于入射 频次。 布里渊散射 布里渊散射是泵浦光子、 斯托克斯光子取声子间的彼此感化,其过程是一个 泵浦光子转换成一个新的频次较低的斯托克斯光子并同时发生一个新的声子。 不 过取此同时, 一个泵浦光子也能够接收一个声子的能量转换成一个新的频次较高 的反斯托克斯光子。 因而正在自觉布里渊散射光谱中,同时存正在能量相当的斯托克 斯和反斯托克斯两条谱线。 受激布里渊散射的具体过程是:当泵浦光正在光纤中传 播时,其自觉布里渊散射光沿泵浦光相反的标的目的,当泵浦光的强度增大时, 自觉布里渊散射的强度添加, 当增大到必然程度时,反向传输的斯托克斯光和泵 浦光将发生感化,发生较强的条纹,使光纤局部折射率大大添加。如许 因为电致伸缩效应, 就会发生一个声波, 声波的发生激发出更多的布里渊散射光, 激发出来的散射光又加强声波,如斯彼此感化,发生很强的散射。 布里渊散射正在分布式光纤传感器、光纤陀螺、光纤相位共轭镜、布里渊放大 器等范畴有主要的使用。 受激布里渊散射光纤陀螺的根基道理是:颠末分束的两 束激光沿分歧的标的目的正在光纤环中, 其发生的 SBS 光的频次取系统三角速度有 关,丈量 SBS 光的拍频,即可获得系统的角速度。 拉曼散射 光通过介质时因为入射光取活动彼此感化而惹起的频次发生变化的散 射。 其物理意义是入射光波的一个光子被一个散射成为另一个低频光子,同 时完成振动态之间的跃迁。 拉曼散射光谱中统一拉曼谱线的位移取入射光的 波长无关, 只和样品的振动动弹能级相关;斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分 布正在瑞利散射线两侧, 斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。 拉曼散射分为两种, 概况加强拉曼散射取共振拉曼散射。共振拉曼散射是当一个化合物被入射光激 发, 激发线的频次处于该化合物的电子接收谱带以内时,因为电子跃迁和振 动的耦合,使某些拉曼谱线的强度陡然添加,这个效应被成为共振拉曼散射。表 面加强拉曼散射是当一些被吸附到某些粗拙的金属, 如金、 银或铜的概况时, 它们的拉曼谱线强度会获得极大地加强, 这种不寻常的拉曼散射加强现象被称为 概况加强拉曼散射效应。 拉曼散射手艺能够供给快速、简单、可反复、无毁伤的物质定性定量阐发。 因为水的拉曼散射很微弱, 拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的 抱负东西。 拉曼一次能够同时笼盖 50-4000 波数的区间,可对无机物及无机物进 行阐发。拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至 20 微米以至更小,可阐发更 小面积的样品。 共振拉曼效应能够用来有选择性地加强大生物特个发色基团 的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地加强 1000 到 10000 倍。主要的 拉曼散射手艺有单道检测的拉曼光谱阐发手艺、以 CCD 为代表的多通道探测器、 采用傅立叶变换手艺的 FT-Raman 光谱阐发手艺、共振拉曼光谱阐发手艺等。 操纵拉曼散射还能够制成拉曼光纤放大器,该放大器的物理实现方式是:受 激拉曼散射将一小部门入射光功率转移到频次比其低的斯托克斯波上; 若是一个 弱信号取一强泵浦光波同时正在光纤中传输, 并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增 益带宽内,弱信号光即能够获得放大。按照增益介质的分歧,又可分为分布式拉 曼放大器(DRA)和分手式拉曼放大器(LRA) 。 操纵拉曼散射进行样品阐发的手艺,不需要对样品进行前处置,也没有样品 的制备过程, 避免了一些误差的发生, 而且正在阐发过程中操做简洁, 测按时间短, 活络度高档长处。以下将引见两种操纵拉曼光谱进行物质阐发的手艺。 使用激光光源的拉曼光谱法:激光具有单色性好、标的目的性强、亮度高、相关 性好等特征,取概况加强拉曼效应相连系,便发生了概况加强拉曼光谱。其活络 度比常规拉曼光谱可提高 104~107 倍,加之活性载体概况选择吸附对荧光发 射的,使阐发的信噪比大大提高。已使用于生物、药物及阐发中痕量物 质的检测。共振拉曼光谱是成立正在共振拉曼效应根本上的另一种激光拉曼光谱 法。共振拉曼效应发生于激发光频次取待测的某个电子接收峰接近或沉合 时,这一的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到一般拉曼谱带的 104~106 倍,有益于低浓度和微量样品的检测。已用于无机、无机、生物大、离子乃 至活体构成的测定和研究。 激光拉曼光谱取傅里叶变换红外光谱相共同,已成为 布局研究的次要手段。 电化学原位拉曼光谱法:是操纵物质对入射光所发生的频次发生较大变 化的散射现象,将单色入射光(包罗圆偏振光和线偏振光) 激发受电极电位调制 的电极概况, 通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频次、强度和偏振机能的变化) 取电极电位或电流强度等的变化关系。一般物质的拉曼光谱很微弱,为了获 得加强的信号,可采用电极概况粗化的法子, 能够获得强度高 104-107 倍的概况 加强拉曼散射(Suce Enahanced Raman Scattering, SERS) 光谱, 当具有共 振拉曼效应的吸附正在粗化的电极概况时, 获得的是概况加强共振拉曼散射 (SERRS)光谱, 其强度又能加强 102-103 倍。 电化学原位拉曼光谱法的丈量安拆从 要包罗拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部门。拉曼光谱仪由激光源、收集系 统、分光系统和检测系统形成,光源一般采用能量集中、功率密度高的激光,收 集系统由透镜组形成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片连系光栅以滤除瑞利散射 和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、 半导体阵检测器或多通道的 电荷藕合器件。 原位电化学拉曼池一般具有工做电极、辅帮电极和参比电极以及 通气安拆。 为了避免侵蚀性溶液和气体仪器,拉曼池必需配备光学窗口的密 封系统。正在尝试前提答应的环境下,为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄 层溶液(电极取窗口间距为 0.1~1mm) ,这对于显微拉曼系统很主要,光学窗片 或溶液层太厚会导致显微系统的光改变,使概况拉曼信号的收集效率降低。电 极概况粗化的最常用方式是电化学氧化- 还原轮回,一般可进行原位或非原位 ORC 处置。