拉曼光谱是一种强大的非破坏性分析技术，可用于获得有关样品的化学结构、结晶度和相位的详细信息。拉曼散色是一种光学现象，它描述了当光线和物质相互作用时，光的频率发生变化的过程。可以理解为一束光照在一个物体上，这个物体里的分子会因为光的能量而振动，这种振动会让一部分光的能量改变，导致光的“颜色”发生变化，这就是拉曼散射。利用拉曼散射现象来分析物质，通过照射样品并测量散射的光的频率的变化，从而得到有关样品的信息，这种方法被称为拉曼光谱法。

此外，测量的拉曼线的强度与分子组成成正比，这意味着拉曼光谱不仅可以定性，还可以进行定量分析。它通常在化学、材料科学、生物学等领域有着广泛的应用，可以用于分析物质的结构、组成、相变和反应动力学等方面，近年来，随着光子学技术的进步，被广泛应用于科学研究、质量控制和工业生产等领域。

激光因其高强度和实用的单色性已被证明是非常有价值的拉曼散射光源，但并非所有的拉曼光谱激光器都是一样的。那么，在为拉曼光谱选择激光器时，应该考虑哪些参数呢？

激发波长

分子通常会散射与光源波长相同的大部分激光，这就是所谓的瑞利散射。光束的一小部分（低至0.0000001%）以不同的波长散射，这就是拉曼散射，正是这种相对较弱的现象让我们得以深入了解分析物的化学结构。

拉曼强度

拉曼散射的强度与激发波长直接相关。通常，在近红外 （NIR） 区域具有较长波长的拉曼光谱激光会产生相对较弱的散射信号。相反，较短的激发波长通常会产生更强的信号。例如，紫光 （UV） 激发通道产生的拉曼强度可能比近红外激光的拉曼强度高几个数量级。

与激发波长相关的拉曼散射意味着近红外拉曼光谱激光通常需要更长的采集时间和更大的累积数。对于具有可见光和亚可见光激发通道的激光器来说，这些值都会呈指数级下降。然而，在紫外可见光谱上被激光激发的分子通常会发出比拉曼效应更强的荧光。这就是所谓的荧光背景，也是拉曼光谱激光源的常见问题。

荧光背景

荧光背景是不必要的噪声，可能来自各种来源，包括激发样品、基底和光学元件。荧光基本上会淹没较弱的信号，导致难以获得清晰的拉曼光谱，尤其是在较长的采集扫描过程中，荧光背景会使检测器饱和。

荧光是一个基于吸收的固有过程，与紫外线区域相比，可见光区域的吸收分子较少——与可见光相比，近红外区域的吸收分子也较少，因此，对于已知存在高荧光背景的样品，首选波长较长的拉曼光谱激光器。不过，拉曼强度的权衡非常重要，通常需要折衷考虑。

典型激发波长

选择短波长或长波长激励信号各有利弊，这通常取决于样品的类型。高能量激光会损坏样品材料，但低能量光源需要更长的曝光时间，这同样具有破坏性。因此，最常用的是 532nm 和 785nm 波长的光源，它们可以获取详细的拉曼光谱而不会损坏样品。

转自：Novanta Photonics

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