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拉曼散射(Ramanscattering)是利用光散射現象來測定晶格及分子的振動模式、旋轉模式和樣品系統裡其他低頻模式的一種光譜技術。拉曼散射為非彈性散射,通常用來做激發的雷射 ...
拉曼散射(Raman scattering)是利用光散射現象來測定晶格及分子的振動模式、旋轉模式和樣品系統裡其他低頻模式的一種光譜技術。
一、前言 拉曼散射(Raman scattering)是利用光散射現象來測定晶格及分子的振動模式、旋轉模式和樣品系統裡其他低頻模式的一種光譜技術。拉曼散射為非彈性散射,通常用來做激發的雷射範圍為可見光、近紅外光或近紫外光範圍。 當入射光與樣品分子產生交互作用至電子激發至虛擬態,再回到原本的能階帶時所產生之能量差,我們稱之為Stock或Anti-Stock,此現象為印度物理科學家Raman博士所發現,故稱以其字名稱呼此一現象。 如果一個樣品被一束雷射照射後,只有動量改變,沒有能量的交換,也就是光的頻率不變,即彈性碰撞,稱之為雷利散射(Rayleigh scattering);動量改變後,能量增加或減少,造成光的頻率改變,則為非彈性碰撞,稱之為拉曼散射(Raman scattering)。 拉曼散射訊號相當微弱,相較於雷利散射的強大訊號,觀測時其訊號不易顯現,導致測定困難。然而,拉曼系統可利用多光柵達到高程度分光,並利用濾波器(notch filter)去除雷利訊號,即可觀察到能量的微小差異。 由於早期受限光源技術發展之緣故,拉曼光譜測定上有所困難。雷射技術問世後,加上半導體技術一日千里,讓拉曼散射量測技術有所突破。 過去,使用光電倍增管為當作拉曼散射訊號的偵測器,搭配光柵轉動進行步進式掃描,因此花許多時間才能得到結果。而現今的技術,傅立葉轉換技術的使用和電荷耦合元件(CCD) 偵測器的進步,提升偵測性能並且大幅縮小量測機台體積。在科學研究上,大大提升其應用性,而利用拉曼光譜研究材料特性的題材越來越廣泛。 至今,除了一般的拉曼散射外,另有多種的拉曼光譜分析技巧,例如:共振拉曼散射(resonance Raman scattering)、非線性拉曼散射(nonlinear Raman scattering)、偏極拉曼散射(polarized Raman scattering)...
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