【知识】拉曼光谱32个常见问题汇总！
2022-05-26 15:54:54
作者：材料基 来源：材料基
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请问激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别？
1.象形的解释一下，红外光谱是“凹”，拉曼光谱是“凸”。两者两者互为补充。
2.（1）从本质上面来说，两者都是振动光谱，而且测量的都是基态的激发或者吸收，能量范围都是一样的。
（2）。拉曼是一个差分光谱。形象的来说，可乐的价钱是1毛钱，你扔进去1毛钱，你就能得到可乐，这是红外。可是如果你扔进去1块钱，会出来一瓶可乐和9毛找的钱，你仍旧可以知道可乐的价钱，这就是拉曼。
（3）。光谱的选择性法则是不一样的，IR是要求分子的偶极矩发生变化才能测到，而拉曼是分子的极化性（polarizibility）发生变化才能测到。
（4）。IR很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱。
（5）。使用的波长范围不一样，IR使用的是红外光，尤其是中红外，好多光学材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可选择的波长很多，从可见光到NIR，都可以使用。当然了还有很多不同的地方，比如制样方面的，IR有时候相对比较的复杂，耗时间，而且可能会损坏样品，但是拉曼并不存在这些问题。
（6）。拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱，反之也是如此！但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。
3.本质上是这样的，红外是吸收光谱，拉曼是散射光谱，偶老板告诉我的，虽然他不是做这个方面的。
红外是当被测分子被一定能量的光照射是，分子振动能级发生跃迁，同时由于分子的振动能量高于转动能级，那样，振动的同时，肯定含有转动，所以，红外是分子的振转吸收，也就是它将能量吸收。
拉曼是当一束光子撞击到被测分子上时，从量子力学上讲，光子与分子发生非弹性碰撞，光子的能量经过碰撞之后增加或者减少，这样就是拉曼散射。也就是说光子的能量没有完全吸收。当然也有完全弹性碰撞，那种情况不是拉曼散射，是瑞利散射。从能级的角度来讲拉曼散射，是分子先吸收了光子的能量，从基态跃迁到虚态，到了虚态之后，由于处于高能级，它从虚态返回到第一振动能级，释放能量，这样放出的光子的能量小于入射光子的能量，这样就是拉曼散射的一种，也就是处于斯托克斯散射。当从第一振动能级跃迁到虚态，然后从虚态返回到基态，这样放出的能量就大于入射光的能量，这就是反斯托克斯区，也是拉曼散射的一种。能量不变的就是锐利散射。
4.有些振动红外和拉曼都能检测到，有些振动只有其中一个能检测。比如氧气、氮气只能用拉曼检测。
红外不能检测低于400波数的。红外更适合用于有机物，拉曼更适合无机物。红外受水的干扰比较大。
什么是蓝移什么是红移？
通常来说，蓝移就是波长向短波长方向移动，波数增加；红移就是波长向长波长方向移动，波数减少。
1.红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。相反的，波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移
2.谱峰的“红移”和“蓝移”是指在分子光谱中生色团受与其相连的分子中其他部分的影响和溶剂的影响而使其吸收峰位置发生移动的现象，当吸收峰移向长波方向时就称为“红移”，移向短波方向时则称为“蓝移”。实际上这种现象不仅会发生在分子的电子能级跃迁过程中，而且也会发生在在分子的振动和转动能级的跃迁中，只不过在红外光谱中很少有人这么叫。
在原子发射光谱中，因为原子线是由处于气态的激发态原子或离子产生的，所以其波长不会受原来分子中环境的影响，同样也不会受溶剂的影响，因此根本就不会存在分子光谱中的“红移”和“蓝移”现象。
有几种激光光源？
1.氩离子、半导体、氦氖
2.可见光激光器应用最多的是氩离子激光器，可产生10种波长的激光，其中最强的是488纳米（蓝光）和514纳米（绿光）激光器，现在最为常用，性能十分稳定的是514纳米激光器；另外，532纳米固体二极管泵浦激光器、632.8纳米（红光）、780纳米等可见光激光器；以及785纳米二极管、830纳米近红外激光器；掺钕的钇铝石榴石（YAG）激光器被用作傅里叶变换拉曼光谱的光源，其激光波长为1064纳米（红外）；染料激光器是目前较成熟、应用较为普遍的可调谐激光器，是共振拉曼研究时的理想光源。
一般来说，拉曼光谱与激光的波长是无关的，选择不同波长的激光主要取决于研究的对象，如果研究生物蛋白质、细胞等，则需要波长较长的近红外光，避免了荧光对拉曼光谱的干扰。但对于一些深色、黑色粉末样品，由于近红外的热效应，而使热背景干扰拉曼光谱，这时选择可见光区的激光比较合理。对于研究化学发光和荧光光谱，则选择紫外激光器。所以在研究颜料时，选配514纳米和785（或830纳米）纳米两种波长的激光器就够用了，对于红、黄、白色颜料采用785纳米的激光器进行分析，对于蓝、绿色颜料则采用514纳米的激光器进行分析。
3.激光出现以前主要用低压水银灯作为光源，目前已很少使用。为了激发喇曼光谱，对光源最主要的要求是应当具有相当好的单色性，即线宽要窄，并能够在试样上给出高辐照度。气体激光器能满足这些要求，自准性能好，并且是平面偏振的。各种气体激光器可以提供许多条功率水平不同的分立波数的激发线。最常用的是氩离子激光，波长为514.5nm和488.0nm的谱线最强，单频输出功率为0.2～1W左右。也可以用氦氖激光（632.8nm，约50mW）。
4.在光纤测量和光纤传感系统中使用的光源种类很多，按照光的相干性，可分为非相干光源和相干光源。非相于光源包括白炽光源和发光二极管（LED），相干光源包括各种激光器。激光器按工作物质的不同，可分为气体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器等。半导体光源是光纤系统中最常用的也是最重要的光源。其主要优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长，亮度足够、供电电源简单等。它与光纤的特点相容，因此，在光纤传感器和光纤通信中得到广泛应用。半导体光源又可分为发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。这两种器件结构明显不同，但却包含相同的物理机理。增益带宽高于任何其它媒质，主要由于光子发射是因两个能带间的电子运动所致。半导体激光器的典型增益曲线延宽到 1012Hz。
5.紫外的也有的比如214nm
什么是CCD ?
1.电荷偶合器件，Charge coupled device
2.固体检测器。目前已被采用的固体检测器主要有：
1） CCD（Charge-CoupledDetector），电荷耦合检测器。二维检测器，每个CCD检测器包含2500个像素，将22个CCD检测器环形排列于罗兰园上，可同时分析120-800nm波长范围的谱线。
2） CID（Charge-InjectionDetector），电荷注入式检测器，二维阵列，28×28mm的芯片共有512×512（262,144）个检测单元，覆盖167-1050nm波长范围；
3） SCD（SubsectionCharge-Coupled Detector）分段式电荷耦合检测器，面阵检测器，面积：13×19mm，有6000个感光点，有5000条谱线可供选择；
4）CCD、CID等固体检测器，作为光电元件具有暗电流小、灵敏度高、信噪比较高的特点，具有很高的量子效率，接近理想器件的理论极限值。而且是超小型的、大规模集成的元件，可以制成线阵式和面阵式的检测器，能同时记录成千上万条谱线，并大大缩短了分光系统的焦距，使直读光谱仪的多元素同时测定功能大为提高，而仪器体积又可大为缩小，焦距可缩短到0.4m以下，正在成为PMT器件的换代产品。
3.CCD也有百万象素的。不是所有的ccd都应用于罗兰圆类仪器上。典型仪器：Varian Vista MPX。CID也有大面积的，百万象素的，Leeman Prodigy
如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体，测试时放到了玻璃片上测出来的结果是玻璃的光谱？
1.我今天还在用激光拉曼测聚苯乙烯，没有出现你说的情况啊是不是玻璃管被污染的厉害？
2.你测出的玻璃的信号，有没有可能们焦点位置不对？
3.应该是聚焦位置不对，聚在玻璃上了，我以前也犯过同样的错误。
4.用凹面载玻片，液体量会比较多，然后用显微镜聚焦好就可以了，如果液体有挥发性，最好液体上用盖玻片，然后焦点聚焦到盖玻片以下。
如果还不行，你可以查一下“液芯光纤”这个东东。
5.建议：
（1）有机液体里面的分析物质浓度多大？ Raman测定的是散射光，所以在溶液中的强度相对比较底，故分析物浓度要大些。
（2）你用的是共聚焦Raman吗？聚焦点要在毛细管的溶液里面才好。可以在溶液中放点“杂物”方便聚焦。
（3）玻璃是无定形态物质，应该Raman信号比较弱才对。
请问用激光拉曼仪能测量薄膜的厚度、折射率及应力吗？它能对薄膜进行那些方面的测量呢？
1.应该不能测薄膜的厚度、折射率及应力吧
2.现在的共焦显微拉曼可以做膜及不同层膜的，你的问题我觉得用椭偏仪更好
3.拉曼光谱可以测量应力，厚度好像不行
4.应力可以测，应力有差别的时候拉曼会有微小频移，其他两种没听说过拉曼能测
拉曼做金属氧化物含量的下限是多少？ 我有一几种氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD检测不到，拉曼可以吗？
应该和待测样品的拉曼活性有关，并不能绝对说一定能测到多少检测线，有些氧化物可能纯的样品也测不出光谱，信号强的则可能会低一些
拉曼峰1640对应的是什么东西啊？无机的。
红外分析气体需要多高的分辨率？ 拉曼光谱仪是否可分析纯金属？
1，分析气体时理论上最高只需0.5cm-1。实际应用上绝大部分情况下4cm-1已足够。对于气体，还是希望分辨率高一些好，一般都用1cm-1一下，这样对气体的一些微小峰的变化检测更好
2，基本上不可能。金属不太可能作出来，因为一般不发生分子极化率改变。
请问如何进行拉曼光谱数据处理？
1.可以找相关的拉曼书上有一些特征峰的波数，自己对照分析。也可以在仪器软件中的标准谱图搜索，不过标准谱图不太多的。
2.如果你有数据库可以先比对一下能否确定物质种类，其次可以对峰位、信号强度等信息用曲线拟合方式进行分析。
请教作激光拉曼测试，样品如何预处理？
1.一般来说，样品都不需要做预处理，不象红外那样麻烦。分析固体和液体比较容易，气体就难了，除非密度很大，否则只能用大型拉曼
2.表面打磨一下或用酒精丙酮一类的东西清洗一下更好，不这样也行，在做的时候聚焦在比较干净平整的地方就行。
请教拉曼谱实验时，如何选择激发波长，1064nm?还是785nm或633nm?
1.多看看相关文献，我做的蛋白质常用514nm，也可以用紫外200nm附近激发即为共振拉曼，浓度低也可以测。
2.理论上讲，拉曼光谱与激发光的波长无关。但有的样品在一种波长的激光激发下会产生强烈荧光，对拉曼光谱产生干扰。这时要换一种激发光，以避开荧光的干扰。若样品在不同激光激发下都不发荧光，则随使用哪一种激光都可以。
3.根据瑞利定律，拉曼散射线的强度与激发光波长的四次方成反比。如果不考虑检测器等因素，当然是激发光的波长越短越好，最好是紫外激光。但可惜的是，现在用于拉曼光谱仪上的CCD最好的响应波长在620nm左右，480nm以下的响应非常差，若CCD技术不进一步改进，紫外激光器对拉曼光谱仪很难说是一种有用的激光器。
微区拉曼和普通拉曼有区别吗，尤其在图谱上？多晶，单晶和非晶拉曼有何区别？
1.微区拉曼和普通拉曼只是实验方法不同，拉曼谱图的形状原则上只取决于样品，当然实验方法不同对拉曼光谱图的记录效果有影响。
2.若不做偏振实验，单晶和粉晶的拉曼光谱图不会有太大差别，只是某些谱峰的相对强度有些不同。单晶与粉晶的拉曼光谱图中的谱峰较尖锐，而非晶的谱峰趋于宽化。
3.微区拉曼和普通拉曼应是测试范围上的不同吧！
激光拉曼仪的外光路调整好之后，在换一个样品再进行测试时要重新调试外光路吗？如果不需要，一般还要做哪些调整呢？
1.如果不换光源，应该不需要，只需要校正光路和强度就可以了，当让还需要校正峰位。
2.其实不需要，只有在开机的时候才需要初始化。
3.其实不需要的，如果要更换激光来测样品，才需要再次校正。
4.没有重新开机就不需要调光路，但需要重新调焦，设置范围。
拉曼光谱改变能确定物质结构相变吗？
拉曼光谱改变只能说可能会发生相变，但不能绝对说发生相变。测定结构最好的方法还是x-ray.
有很多晶体的拉曼光谱，在加压或改变温度后拉曼峰变宽，然后就说该晶体此时是非晶相的，那末我想知道他衡量的尺度和标准是什么？
1.晶体的拉曼信号经常用来表征结晶程度和应力。 如果是结晶非常纯净的单晶，那么其晶格震动能量一定很‘纯',也就是光谱峰宽很窄。 如果晶格被破坏，或结晶程度不够好，激发后的震动能就是一个比较宽的范围，表现在光谱峰宽就是展宽了。 晶格在不被破坏情况下被压缩或拉伸就产生了应力，表现为峰位位移。
2.拉曼峰变宽是晶体的结晶程度不好
3.应该和能带变宽有关系吧
4.晶型混乱度提高了
拉曼图谱中峰位的强弱是什么因数造成的？
1.从分析角度来说应该是所测样品中含有该成分的含量多少所影响的，当然也可能是因为该元素所受周围力场的影响所致
2.排除含量的问题，分子结构是主要的影响因素。
3.和相应振动引起的极化率有关。
激光和FT拉曼的区别？
1.FT Raman可以减少荧光干扰这个说法没错。
2.你的研究目的是什么？FT Raman和激光显微Raman应用领域是有一定差别的。
3.一般说来，做有机或高分子研究用FT Raman多些，做材料研究用激光Raman多些。
4.另外，你还要注意选择合适的激发波长。
激光激发的拉曼谱线是高斯线型还是洛仑兹线型？是否与激光的线型有关？
1.来自于振荡的偶极矩的辐射，经典的电磁场理论可以证明Raman的峰是一个Lorentzian形状。但是实际上得到的Raman的峰是一个在Raman峰本身的形状，（natural lineshape），仪器的传输函数（instrumentaltransfer function）和无序诱发的振荡的分布（disorder-induceddistribution of vibrators）之间的卷积积分（convolution）。它经常被认为是高斯或者Voigt函数（一个完美的lorentzian和高斯函数的对称卷积）。
2.通常，晶体的峰用Lorentz解析，非晶的用Gaussian解析比较合适。
怎样计算拉曼光谱图形中的应力值？
用SIT质数计算就可以了
什么是共焦显微拉曼光谱仪？
1. 共焦拉曼指的是空间滤波的能力和控制被分析样品的体积的能力。通常主要是利用显微镜系统来实现的。仅仅是增加一个显微镜到拉曼光谱仪上不会起到控制被测样品体积的作用的—为达到这个目的需要一个空间滤波器。
2.（1）、显微是利用了显微镜，可以观测并测量微量样品，最小1微米左右；（2）、共焦是样品在显微镜的焦平面上，而样品的光谱信息被聚焦到CCD上，都是焦点，所以叫共聚焦
3. 拉曼仪器的共焦有2种呢，一种是针孔共焦，一种是赝共焦。我觉得好像不应该称为赝共焦，共聚焦有真正的定义说一定要针孔才是共聚焦吗？好像没有，顶多称为传统共聚焦或者针孔共聚焦、简单共聚焦之类的。
拉曼系统自检具体是检测哪些硬件？是个什么过程？
主要是检测仪器内的运动部件，如需要旋转角度的光栅等。这种部件都会有自己的“机械零点”作为参考点。
要对Raman谱进行线宽分析，请教进行Lorentzian拟合？
使用origin软件里的analysis功能可对Raman谱进行高斯和洛伦兹拟合
请问做raman时液体样品要怎么封？样品只能密封起来测，用玻璃毛细管据说不行 ，请问该怎么办？
1.用紫外可见的池子来测试。有一个teflon盖子。
2.拉曼对样品的前处理要求不是太高，只要液体不挥发就好，一般试剂瓶就可以。关键是光的影响。你可以自己作一个暗盒把试计瓶放在暗盒里进行实验
3.不会的啊，固体样品只要放到样品台上就可以了，液体样品只要遇热和光不挥发就可以直接放在玻璃管中测量了。如果挥发，那么就要用毛细管封起来就可以了啊，具体的我也不知道，不过我想应该是将毛细管用酒精喷灯拉封口的吧！
4.酒精灯烧一下就可以了。
5.毛细管即可，两头火机封住。如果样品信号太弱，可以用JY的转角镜头，信号可增强
6.用毛细管装液体样品测试时，可以用橡皮泥封口
7.有专门的拉曼滩头，我们测量固体时，隔着密封袋直接将滩头顶在被测物就可以了；液体有专门的样品池，但没有那么麻烦吧。
8.并不是所有的仪器都带这些配件的，有的只购买了核心部件，其他的都是自己配的。用毛细管应该是比较好的，很多人在用。蜡封就可以
请问粉末样品的raman如何操作？
1.用的是什么样的光谱仪，很多都是有专用封闭式样品室，可以直接放置在里面对粉末样做检测的
2.粉末样品可以试着压片后进行测量，或是按你那方法，但是样品尽量厚一些，避免样品信号受下面背景影响。
固体粉末样品，有毒，应该怎样处理？直接用双面胶粘到载波片上，可以吗？还是需要其他处理方法？
最好还是使用玻璃管封装起来测量！
1.这两者都是振动光谱，从这一点上面来说，确实原理是一样的。但是红外是吸收光谱，而拉曼是散射光谱。
2.至于波长，拉曼采用的是激光作为激发源，波长范围可以从紫外-可见-红外都可以，最常见的是可见光和NIR的。而红外只能选择红外光作为光源，包括从远红外到近红外，平时最常用的是中红外，4000cm-1到400cm-1。
3.从选择法则上面来说，也就是什么样的振动是红外活性的，什么样的振动是拉曼活性的，也是不一样的。红外活性（也就是可以被红外检测到的振动）必须是分子偶极矩发生变化，而拉曼活性的振动必须是有分子的极化性发生改变才能被检测到。
4.从信号强度来说，拉曼的信号很弱，通常10的6次方-8次方才有一个拉曼散射的光子。而相对来说，红外的信号要强！所以在实际应用中，红外更广泛一些！
5.两者的光谱可以作为互补来确定分子的结构！
用激光粒度仪做固体样品时，应该怎样制备样品？
1.为使颗粒处于单体状态，在进行粒度测试前要对样品进行分散处理。分散的方法有润湿、搅拌、超声波振动、分散剂等，有时这些方法往往同时使用。
2.我们现在是用的磁力搅拌加分散剂的方法。发现测大颗粒的时候搅拌时间过长会影响粒径的大小。测出的结果偏小了
3.干样如果采用湿法分散测量粒度的话需要将样品放入装有溶剂（一般是水）的分散池中通过搅拌、超声等方式分散。而干样如果采用干法分散测量粒度的话可通过干法分散系统直接测量。
请问什么样的样品需要用表面增强拉曼来测量，具体有没有一个标准？不同材料的表面增强剂要如何制作？
1.不知道你的表面增强剂指的是什么？你应该想说的是表面增强拉曼的表面吧？制备增强表面很容易，通常来说都是使用Ag, Au或者Cu来作为增强表面。什么样的样品？取决于你的实验目的了。没有固定的标准。
2.当待测物的浓度很低时就需要用到表面增强拉曼了。最常用的就是把银电极在氯化钾溶液里电化学粗糙处理，然后把电极浸泡在待测物溶液中吸附一段时间，最后取出电极冲洗干净就可以测了。
为什么金属没有Raman峰？
1.拉曼光谱是分子光谱，而金属都是原子结构的，所以金属没有拉曼光谱。
2.这个问题要看拉曼效应产生的原理了。金属中不存在分子的振动，当然就没有拉曼谱了。
3.很多原子构成的物质都有拉曼信号，比如硅的520波数线。拉曼测的是振动能级，声子能量，反映晶格振动的量子化能量的大小。金属表面电子和原子实构成的等离子体对光有强烈的吸收（金属的高反射性能也与此有关），使激光无法与内部原子作用，因此很难看到拉曼线。这是我根据自己已有知识的猜测，欢迎行内达人指正。
4.也可以用光的波矢k为虚数来解释，当k为虚数时，光不能在此物质中传播。当然和光的频率w有关，用其它波长的光激发可以激发拉曼谱。
激光和FT拉曼的区别？
FT Raman可以减少荧光干扰这个说法没错。
你的研究目的是什么？FT Raman和激光显微Raman应用领域是有一定差别的。
一般说来，做有机或高分子研究用FT Raman多些，做材料研究用激光Raman多些。另外，你还要注意选择合适的激发波长。
RAMAN的强度受到哪些因素的影响？
1.浓度
2.还有激光的功率，以及你的测量的参数，尤其是光谱采集时间。
有没有专门扣除拉曼背底、平滑拉曼图的软件？
1.Thermo Galactic 的GRAMS/AI
2.GRAM、origin都可以做平滑，不过平滑时小心，很容易造成小峰丢失和峰位位移。
3.Jobin Yvon的拉曼测试软件Labspec就带了谱图处理功能，可以手工或自动拟合背景曲线做基线扣背景，还可以进行谱峰拟合分解。功能强大！
4.最好还是用与仪器相匹配的软件比较好。
5.Grams或者Origin，Labspec也可以，平滑的话可以试试S—G平滑，数据失真会小一些
傅立叶变换拉曼光谱与激光拉曼光谱有什么区别？
1.基本有以下几点：
（1）工作原理不一样
（2）傅立叶拉曼侧重于有机样品分析，用的是近红外激光器（1064nm），能量较低信号弱。而色散型拉曼可选不同波长的激光器（200～800nm），能量高，灵敏度高。
（3）使用傅立叶拉曼可减少样品的荧光干扰。
（4）傅立叶拉曼价格便宜
（5）现在基本买色散激光拉曼的用户较多。
2.傅立叶拉曼测水和黑色阳平效果不好，因为水和黑色样品对红外光的吸收都比较强，会导致本来就很弱的傅立叶拉曼信号会变的更弱
为什么荧光会影响raman谱？
1.拉曼测定的是分子受激发后的反射光，因此对于有些物资如无定型的物质玻璃等会在测定中产生强烈的荧光干扰，将拉曼信号掩盖。
现在对于荧光的消除一般是采用更换光源，通过改变激发波长避免荧光在测定的波数范围内出现。
2.有时候做拉曼的时候荧光背景较强，就需要改变激发波长来消除荧光影响的。
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标签： 拉曼光谱, Raman Spectra, 散射光谱
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