89、FT - 拉曼光谱技术全解析

FT - 拉曼光谱技术全解析

1. 引言

拉曼散射是一种极其微弱的现象，但与其他分析方法相比，它具有若干优势。要获得良好的分析结果，就需要优化采样技术以及从样品到光谱仪的光学路径，从而将尽可能强的拉曼辐射信号传输到探测器。

每个光学系统都是由辐射源和辐射接收器通过一系列光学元件连接而成。传输的辐射功率 ( \varPhi )（单位：W）由公式 ( \varPhi = LGt ) 确定。其中，( L ) 是辐射率，定义为辐射源的功率除以立体角再乘以面积（单位：( W/sr \cdot cm^2 )）；每对相邻元件的光学特性可以用光学电导 ( G ) 来描述，( G ) 定义为立体角乘以面积（单位：( sr \cdot cm^2 )）；理想的光学系统在整个光路中各元件的光学电导相等，而整个系统的有效光学电导由光路中光学电导最小的元件决定；( t ) 则表征了整个系统的传输特性。

吸收光谱仪在使用透明样品时，从辐射源到探测器只有一条光路。但如果样品是散射或漫反射的，则第一条光路用于照射样品，此时样品就相当于第二个辐射源，第二条光路则描述了从样品到探测器的辐射路径。拉曼光谱同样有两条光路：第一条是激光辐射照射样品；第二条是拉曼辐射从样品经过光谱仪到达探测器。整个光路的设计目标是确保两条光路都具有较高的光学效率。

拉曼仪器主要有两种基本类型：配备色散光谱仪的和配备干涉仪的。这两种仪器的光路最优设计有显著差异。对于色散光谱仪，需要通过光谱仪的入口狭缝适当地照射光栅（或棱镜）；对于干涉仪，则需要通过入口光阑（即所谓的雅昆诺光阑，一个圆形孔）照射分束器。本文主要探讨傅里叶变换（FT）拉曼光谱仪（即使用干涉仪的拉曼光谱仪）的采样技术。

拉曼光谱的每个样品设置