现代激光拉曼光谱仪及其技术优势

从分光系统上看，现代拉曼光谱仪可分为光栅色散、快速傅里叶变换和声光调制器三种类型。目前，最适合于微尺度下力学行为分析的是光栅色散型拉曼光谱仪，其中英国Renishaw公司RM系列拉曼光谱仪在力学测量和分析中应用最为广泛^[15]。

Reshishaw RM2000型拉曼光谱仪是近些年逐渐发展起来的新型拉曼光谱仪，主要由激发器、样品照明和散射光收集系统、样品池、双光栅单色仪及信号探测处理系统五个部分组成，图2-15所示为其典型装置示意图。Resh-ishaw RM2000型拉曼光谱仪采用激光作为光源。由于拉曼散射很弱，因此用高亮度、极强方向性、极低发散度的单色光源作为激发光源是十分必要的。样品照明和散射光收集系统所起的作用是有效利用光源强度、分离出所需要的激光波长、减少光化学反应和杂散光，以及最大限度地收集拉曼散射光，通常包括干涉滤波器、聚焦透镜、聚光透镜、偏振旋转器及其他辅助光学元件。双光栅单色仪是拉曼谱仪的关键部件，一个较好的双光栅单色器，在10μm的狭缝宽度时可分辨到0.2cm^-1，相应的分辨率为10⁵。信号探测处理系统对不同频率的拉曼散射光进行放大、记录和分析处理，包括探测器、放大器、计数率器和输出设备。在现代的激光拉曼光谱仪中常采用计算机控制技术，使拉曼信号的采集、处理与定标等集于一身。

图2-15 拉曼光谱仪装置示意图^[15]

Renishaw RM2000型拉曼光谱仪具有如下优点。

1）具有很高的量子效率和灵敏度，可以测量很弱的拉曼信号，特别适合于微区拉曼测量，可以在白光下观察样品表面的显微图像，这对研究表面的不同性质的区域，以及某些物理量在样品表面的分布情况非常有用。(www.xing528.com)

2）试验方便，无需调节光路，光谱一次调好后，可维持很长一段时间，每次试验，只需放上样品，即可操作。

3）光谱仪效率很高，相同时间内采谱的范围和光谱信号的收集效率得到了很大提高。

4）由于共焦显微技术的应用，有效排除了来自焦平面之外其他层信号的干扰，消除了来自样品离焦区域的杂散光，形成空间滤波，从而使拉曼光谱具有更高的空间分辨率。

5）具有逐层层析、Mapping技术和三维成像能力。

6）激光光斑为几个微米大小，光强集中，功率密度大，因而不需要很大功率的激发光源。