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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:100
拉曼光譜分析所使用的紫外激光器波長一般在244nm到364nm范圍內(nèi)。
理論上,紫外拉曼光譜和可見拉曼光譜沒有什么不同之處。但是實際上,紫外拉曼的實現(xiàn)有一些實際困難和不足之處必須予以考慮。
優(yōu)勢:
對于某些特定樣品來說,紫外激光與樣品相互作用的方式與可見激光不同,例如:紫外光在半導(dǎo)體材料中的穿透深度一般在幾個納米的量級;
因而紫外拉曼可以用來對樣品表面的薄層(常見于新型硅基材料SOI材料)進行選擇性分析。
再如紫外激發(fā)可以與蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物樣品產(chǎn)生特定的共振增強進而對樣品的結(jié)構(gòu)進行特定的分析,而使用可見激發(fā)則無法實現(xiàn)。
通常使用紫外激發(fā)可以抑制熒光的影響,因為在紫外激發(fā)下拉曼信號和熒光信號在不同的光譜區(qū)域,不會受到干擾。
使用可見激光激發(fā)時,拉曼信號和熒光信號往往會重疊在一起,又由于熒光的信號強度是拉曼信號強度所無法比擬的,因此熒光信號會干擾甚至完全湮沒拉曼信號。
使用紫外激光激發(fā)時,拉曼信號仍位于靠近激光線附近的位置,而熒光則在較高波長的位置,由此拉曼和熒光信號不再重疊,熒光問題也不復(fù)存在。
紫外激發(fā)可以提高靈敏度,因為拉曼散射強度與激光波長的四次方成反比,所以波長325nm激發(fā)的拉曼強度是波長633nm激發(fā)的14倍。
劣勢:
因為紫外光束看不見,并且紫外激光器相對更大型、更復(fù)雜,也更加昂貴,目前紫外拉曼實驗依然屬于高端技術(shù),需要高水平技術(shù)人員操作。
由于紫外光子的能量更高,所以在紫外激光照射下樣品更易于燒壞或者降解。
盡管如此,像DuoScan之類的新技術(shù)可以控制光束在樣品上快速掠過,避免樣品燃燒。
例如,在325nm激光照射下,纖維素會在幾個毫秒內(nèi)被燒壞,而在DuoScan模式下,可以超過5分鐘也不被燒壞。
很多為可見和紅外拉曼分析而設(shè)計的拉曼系統(tǒng)不適合于進行紫外拉曼測量。
紫外拉曼需要特殊鍍膜的反射鏡、顯微物鏡、衍射光柵和CCD探測器以獲得優(yōu)化的實驗結(jié)果。
現(xiàn)代拉曼系統(tǒng)的配置可以在整個紫外到近紅外波長范圍內(nèi)有效工作而無需在任何一方面進行折中。
但是,不言而喻的是,額外的需求勢必會提高制造成本。
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