拉曼探头是拉曼光谱仪的核心组件,主要用于通过激光激发样品产生拉曼散射 ,收集并分析散射光的频移信号,从而识别样品中的分子结构或化学成分。
基于拉曼散射现象,当激光光束照射到样品上时,一小部分光与样品中的分子相互作用,发生能量转移,导致一部分光子能量下降或增加,形成拉曼散射光。拉曼光包含样品分子振动信息,通过对拉曼光谱分析,可得到样品化学成分、结构和状态等信息。光纤负责将激光光束传输到样品中,并将拉曼光信号收集回来。
核心功能
激光激发:通过激光器将光聚焦到样品表面,引发分子振动并产生特征拉曼散射。
信号收集:利用透镜系统将散射光聚焦到检测器(如 光纤光谱仪 ),实现高灵敏度检测。
无损分析:在保持样品完整性的前提下,可检测皮肤、生物组织等活体样本的化学组成。
拉曼探头基于拉曼散射效应:当激光照射样品时,分子振动导致光子能量变化,产生频率偏移的散射光(拉曼信号)。探头需完成三大功能:
激光聚焦与传输:通过透镜将激光耦合进光纤,聚焦至样品表面(如固体、液体或气体)。
信号收集与过滤:收集散射光中的拉曼信号,并通过陷波滤光片或全息光栅滤除强度高10⁶倍的瑞利散射光,避免信号淹没。
光纤传输与检测:将过滤后的信号通过光纤传输至光谱仪,经探测器转换为电信号,生成拉曼光谱图。