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拉曼-吸收光谱仪的构造及未来发展趋势

更新时间:2023-07-14      点击次数:328
  拉曼-吸收光谱仪是一种实验仪器,用于研究物质的结构和组成。它主要基于原子或分子的振动和旋转引起的光谱变化进行分析和测量。原理是建立在拉曼散射和吸收光谱原理的基础上的。拉曼散射是指入射光与物质相互作用后发生的光子能量的改变而产生的散射现象。而吸收光谱则是指物质对不同波长的光吸收的亮度的不同程度。两种现象在物理机制上有共性,即物质的振动引发的光谱变化。
  

 

  对于一种物质,当透过它的激光与振动分子作用时,振动分子会因为分子的轨道、缩短度等因素而发生振动,进而将光子散射到不同方向。每种分子都只有特定的振动模式,其中的分子振动模式具有特殊的光谱特征,因此可以通过分析散射信号得到分子的信息。
  
  拉曼-吸收光谱仪的构造:
  
  1.激光器
  
  激光器通常是关键的组成部分。其中,氩离子激光器可以产生紫外线(UV)辐射,而碳氢化合物(CO2)激光器能够产生近红外(NIR)辐射。
  
  2.样品室
  
  因为大多数物质在常温下是固体或液体状态,而气态物质无法直接被加入到拉曼散射仪中,所以需要用样品室来放置样品。
  
  3.光学器件
  
  光学器件主要包括镜片、分光镜、滤光片等部件。通过它们可以将激光引导到样品中,同时也将散射出的光引导至探测器中进行信号采集。
  
  4.探测器
  
  拉曼散射信号非常微弱,因此需要使用高灵敏度的探测器对散射和吸收光谱进行感知、记录和分析。
  
  5.计算机
  
  计算机用于控制仪器的操作、收集信号和数据处理等。
  
  拉曼-吸收光谱仪应用:
  
  1.材料科学
  
  材料科学是吸收光谱仪应用的重要领域之一。它可以通过对不同材料的反射光谱进行分析,推断出材料的化学成分和物理性质。
  
  2.生物医学
  
  生物医学研究也是吸收光谱仪的一个重要应用领域。例如,可以利用该仪器研究蛋白质、DNA核酸等生物大分子的结构和功能,同时也可以研究生物体内的分子浓度等参数。
  
  3.环境监测
  
  还可以用于环境监测。例如,可以用该仪器检测空气中的甲醛、苯等有害气体浓度。
  
  4.食品安全检测
  
  吸收光谱仪可用于食品安全检测,可以通过对食品材料吸收光谱特征分析,判断是否含有农药、重金属等有害物质。
  
  未来发展趋势:
  
  1.小型化:随着技术的进步,吸收光谱仪将会越来越小巧便携。
  
  2.便捷性:为了使其更加方便使用,可能会不断地添加新的软件、算法等功能。
  
  3.应用拓展:除了原有的应用领域外,吸收光谱仪还将涉及到更多的领域,包括药物研究、环保等。
  
  4.多模式:未来,吸收光谱仪将会逐步实现多模式联动,以提高各种分析能力。
  
  5.智能化:随着人工智能技术的发展,也许很快就会有智能化的吸收光谱仪出现。
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