拉曼光譜儀的特殊附件
無論是液體、薄膜、粉末,無需特殊的制樣處理,均可在拉曼光譜儀上得到滿意的光譜圖,在樣品室,如使用高溫/高壓的樣品池、液氮冷卻的低溫樣品池,就可以在特殊的條件下,測得它們的拉曼譜圖。而對于一些不均勻的樣品,不便于直接取樣的樣品,就發(fā)展了顯微拉曼技術(shù)、光纖探針遙測技術(shù),下面將重點介紹這些特殊的附件。
(1)拉曼顯微鏡
利用光學(xué)顯微鏡,將激光會聚到樣品的微小部位(直徑小至幾微米),采用電視攝像管、監(jiān)視器等裝置,可直接觀察到放大圖像,以便把激光點對準(zhǔn)待測定的微小部位,經(jīng)光束轉(zhuǎn)換裝置,即可將微區(qū)的拉曼散射信號聚焦到單色儀入射狹縫,得到該部位的拉曼光譜圖。儀器裝置的光路圖見下圖。
此顯微分析的最大特點是無損分析,在常溫常壓下同時得到樣品的放大圖象和拉曼譜圖,這是不同于電子顯微鏡(需高真空、需制樣且不能得到分子振動光譜)、x-衍射系統(tǒng)(不能提供微區(qū)結(jié)構(gòu)信息的差異)的地方,顯微拉曼技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高聚物、生物活性組織、陶瓷等的分析中。
(2)光導(dǎo)纖維光路
光導(dǎo)纖維探針引入拉曼光譜技術(shù),必將會得到重大的發(fā)展。激光光源經(jīng)過顯微鏡的聚焦,進(jìn)入光導(dǎo)纖維,由樣品產(chǎn)生拉曼散射經(jīng)光導(dǎo)纖維收集,再經(jīng)分光得拉曼光譜,光路示意圖如下。
光導(dǎo)纖維光路特別適用于遙測技術(shù),它使激光經(jīng)光導(dǎo)纖維遠(yuǎn)距離傳輸成為可能,同時,拉曼信號也可遠(yuǎn)距離返回拉曼光譜儀,這大大拓寬了拉曼光譜技術(shù)的應(yīng)用,對于化學(xué)反應(yīng)的實時分析、環(huán)境監(jiān)測以及電極表面的跟蹤將是有力的手段。特別是對于有毒、有放射性污染甚至于放射化工的遙控,提供了新的分析手段。此外,對于熔融鹽體系、高聚物的熔化以及體內(nèi)生物過程的研究都是未來的實時分析新領(lǐng)域。下圖為熔化狀聚乙烯經(jīng)光導(dǎo)纖維直接采集到的拉曼光譜圖。