拉曼光譜-實驗與第一性原理計算
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利用PeakFit處理拉曼光譜數據教程（含標準化、平滑、去基線、尋峰、擬合等操作）
1.象形的解釋一下，紅外光譜是「凹」，拉曼光譜是「凸」。兩者兩者互為補充。
(1) 從本質上面來說，兩者都是振動光譜，而且測量的都是基態的激發或者吸收，能量範圍都是一樣的。
(2) 拉曼是一個差分光譜。形象的來說，可樂的價錢是1毛錢，你扔進去1毛錢，你就能得到可樂，這是紅外。可是如果你扔進去1塊錢，會出來一瓶可樂和9毛找的錢，你仍舊可以知道可樂的價錢，這就是拉曼。
(3) 光譜的選擇性法則是不一樣的，IR是要求分子的偶極矩發生變化才能測到，而拉曼是分子的極化性(polarizibility)發生變化才能測到。
(4) IR很容易測量，而且信號很好，而拉曼的信號很弱。
(5) 使用的波長範圍不一樣，IR使用的是紅外光，尤其是中紅外，好多光學材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可選擇的波長很多，從可見光到NIR，都可以使用。當然了還有很多不同的地方，比如制樣方面的，IR有時候相對比較的複雜，耗時間，而且可能會損壞樣品，但是拉曼並不存在這些問題。
(6) 拉曼和紅外大多數時候都是互相補充的，就是說，紅外強，拉曼弱，反之也是如此!但是也有一些情況下二者檢測的信息是相同的。
2. 本質上是這樣的,紅外是吸收光譜,拉曼是散射光譜,偶老闆告訴我的,雖然他不是做這個方面的.
紅外是當被測分子被一定能量的光照射是,分子振動能級發生躍遷,同時由於分子的振動能量高於轉動能級,那樣,振動的同時,肯定含有轉動,所以,紅外是分子的振轉吸收,也就是它將能量吸收.
拉曼是當一束光子撞擊到被測分子上時,從量子力學上講,光子與分子發生非彈性碰撞,光子的能量經過碰撞之後增加或者減少,這樣就是拉曼散射.也就是說光子的能量沒有完全吸收.當然也有完全彈性碰撞,那種情況不是拉曼散射,是瑞利散射.從能級的角度來講拉曼散射,是分子先吸收了光子的能量,從基態躍遷到虛態,到了虛態之後,由於處於高能級,它從虛態返回到第一振動能級,釋放能量,這樣放出的光子的能量小於入射光子的能量,這樣就是拉曼散射的一種,也就是處於斯託克斯散射.當從第一振動能級躍遷到虛態,然後從虛態返回到基態,這樣放出的能量就大於入射光的能量,這就是反斯託克斯區,也是拉曼散射的一種.能量不變的就是銳利散射.
3.有些振動紅外和拉曼都能檢測到，有些振動只有其中一個能檢測。比如氧氣、氮氣只能用拉曼檢測。
紅外不能檢測低於400波數的。紅外更適合用於有機物，拉曼更適合無機物。紅外受水的幹擾比較大。
通長來說，藍移就是波長向短波長方向移動，波數增加；紅移就是波長向長波長方向移動，波數減少。
1. 氬離子、半導體、氦氖
2. 可見光雷射器應用最多的是氬離子雷射器，可產生10種波長的雷射，其中最強的是488納米(藍光)和514納米(綠光)雷射器，現在最為常用，性能十分穩定的是514納米雷射器;另外，532納米固體二極體泵浦雷射器、632.8納米(紅光)、780納米等可見光雷射器;以及785納米二極體、830納米近紅外雷射器;摻釹的釔鋁石榴石(YAG)雷射器被用作傅立葉變換拉曼光譜的光源，其雷射波長為1064納米(紅外);染料雷射器是目前較成熟、應用較為普遍的可調諧雷射器，是共振拉曼研究時的理想光源。一般來說，拉曼光譜與雷射的波長是無關的，選擇不同波長的雷射主要取決於研究的對象，如果研究生物蛋白質、細胞等，則需要波長較長的近紅外光，避免了螢光對拉曼光譜的幹擾。但對於一些深色、黑色粉末樣品，由於近紅外的熱效應，而使熱背景幹擾拉曼光譜，這時選擇可見光區的雷射比較合理。對於研究化學發光和螢光光譜，則選擇紫外雷射器。所以在研究顏料時，選配514納米和785(或830納米)納米兩種波長的雷射器就夠用了，對於紅、黃、白色顏料採用785納米的雷射器進行分析，對於藍、綠色顏料則採用514納米的雷射器進行分析。
3. 雷射出現以前主要用低壓水銀燈作為光源，目前已很少使用。為了激發喇曼光譜，對光源最主要的要求是應當具有相當好的單色性，即線寬要窄，並能夠在試樣上給出高輻照度。氣體雷射器能滿足這些要求，自準性能好，並且是平面偏振的。各種氣體雷射器可以提供許多條功率水平不同的分立波數的激發線。最常用的是氬離子雷射，波長為514.5nm和488.0nm的譜線最強，單頻輸出功率為0.2～1W左右。也可以用氦氖雷射(632.8nm，約50mW)。
4. 在光纖測量和光纖傳感系統中使用的光源種類很多，按照光的相干性，可分為非相干光源和相干光源。非相於光源包括白熾光源和發光二極體(LED)，相干光源包括各種雷射器。雷射器按工作物質的不同，可分為氣體雷射器、液體雷射器、固體雷射器和半導體雷射器等。半導體光源是光纖系統中最常用的也是最重要的光源。其主要優點是體積小、重量輕、可靠性高、使用壽命長，亮度足夠、供電電源簡單等。它與光纖的特點相容，因此，在光纖傳感器和光纖通信中得到廣泛應用。半導體光源又可分為發光二極體(LED)和半導體雷射器(LD)。這兩種器件結構明顯不同，但卻包含相同的物理機理。增益帶寬高於任何其它媒質，主要由於光子發射是因兩個能帶間的電子運動所致。半導體雷射器的典型增益曲線延寬到 1012Hz。
5. 紫外的也有的比如214nm
1. Thermo Galactic 的GRAMS/AI
2. GRAM、origin都可以做平滑，不過平滑時小心，很容易造成小峰丟失和峰位位移。
3. Jobin Yvon的拉曼測試軟體Labspec就帶了譜圖處理功能，可以手工或自動擬合背景曲線做基線扣背景，還可以進行譜峰擬合分解。功能強大！
4. 最好還是用與儀器相匹配的軟體比較好。
5. Grams或者Origin，Labspec也可以，平滑的話可以試試S—G平滑，數據失真會小一些
五、測試了一些樣品，得到的是Raman shift，但是文獻是wavenumber，不知道它們之間的轉換公式是怎麼樣的?雷射波長632 nm。
1. 兩者是一回事。Raman shift即為拉曼位移或拉曼頻移，頻率的增加或減小常用波數差表示，拉曼光譜儀得到的譜圖橫坐標就是波數wavenumber，單位cm-1。
2.兩者一回事。拉曼頻移ramanshift指頻率差，但通常用波數wavenumber表示，單位cm-1，可以說某個譜峰拉曼位移是波數，或cm-1。
3.在Raman譜中，wavenumber有兩種理解，一種是相對波數，這時就等於Raman shift;另一種是絕對波數(這在螢光光譜中用的比較多)，這個絕對波數是與激發波長有關，不同的激發波長得到的絕對波數是不一樣的，這時Raman shift等於(10000000/激發波長減去Raman峰的絕對波數)。
所以通常在Raman譜中，wavenumber一般可理解為Raman shift。
六、如何用拉曼光譜儀測透明的有機物液體，測試時放到了玻璃片上測出來的結果是玻璃的光譜。
1. 我今天還在用雷射拉曼測聚苯乙烯，沒有出現你說的情況啊是不是玻璃管被汙染的厲害?
2. 你測出的玻璃的信號，有沒有可能們焦點位置不對?
3. 應該是聚焦位置不對，聚在玻璃上了，我以前也犯過同樣的錯誤。
4. 用凹面載玻片，液體量會比較多，然後用顯微鏡聚焦好就可以了，如果液體有揮發性，最好液體上用蓋玻片，然後焦點聚焦到蓋玻片以下。
如果還不行，你可以查一下「液芯光纖」這個東東。
5.建議：
(1)有機液體裡面的分析物質濃度多大? Raman測定的是散射光，所以在溶液中的強度相對比較底，故分析物濃度要大些。
(2)你用的是共聚焦Raman嗎?聚焦點要在毛細管的溶液裡面才好。可以在溶液中放點「雜物」方便聚焦。
(3)玻璃是無定形態物質，應該Raman信號比較弱才對。
七、我們這裡有做生物樣品的拉曼光譜的，在獲得的圖裡面有很強的螢光，有的說，如果拉曼得不到就用其螢光譜。可我想問一下，在拉曼譜裡面得到的螢光背景，是真正的螢光特徵譜嗎?這和螢光光譜儀裡面的螢光圖有什麼區別?
1. 原則上說，拉曼譜中的螢光和螢光譜中的螢光是一樣的，只要激發波長和功率密度相同。注意橫坐標要從波數變換為納米，即用10000000nm(1cm)除以波數就行了。但有一點要注意，不同波長的激發光照射樣品，得到的拉曼相近，但螢光可以有很大不同，甚至相同波長不同功率激發，螢光譜都大不一樣。
2. 「注意橫坐標要從波數變換為納米，即用10000000nm(1cm)除以波數就行了」? Raman測定的是散射光，得到的是Raman shift. Raman shift和絕對波長(螢光光譜)之間要一個轉換的吧。
3. 生物樣品一般螢光峰比較寬，用螢光光測試之前一般先會做儀器本身曲線校正也就是儀器本身的響應曲線，這樣測出的螢光峰才比較準，特別是對於寬峰更要做這個較準。而Raman光譜一般採集的區域比較窄(指的是波長區域)，一般在窄的波長範圍變化不大，因此一般不考慮儀器本身響應曲線誤差，但是Raman光譜來測寬螢光峰，影響就比較大。
八、測固體粉末的拉曼圖譜時，對於螢光很強的物質，應該如何處理?特別是當螢光將拉曼峰湮滅時，應該怎麼辦?增加照射時間的方法，我試過，連續照射了4小時，結果還是有很強的螢光。我只有一臺532nm的雷射器，所以更換雷射波長的方法目前我不能用。想問問各位，還有別的方法嗎?
1. 使用SERS技術或者使用很少量的樣品進行測量，或者稀釋你的樣品到一些別的基體裡面去，比如說KBr。
2. 波長不可調的話，雷射強度應該是可調的，你把雷射強度調低點試試。這個在光源和軟體上都有調的。全調到比較低的，然後再用長時間試試。
3. 可以嘗試找一種溶劑溶解粉末，看能不能猝滅螢光背景。採用反斯託克斯，濾光片用Nortch濾光片。
九、請問用雷射拉曼儀能測量薄膜的厚度、折射率及應力嗎?它能對薄膜進行那些方面的測量呢?
1. 應該不能測薄膜的厚度、折射率及應力吧
2. 現在的共焦顯微拉曼可以做膜及不同層膜的，你的問題我覺得用橢偏儀更好
3. 拉曼光譜可以測量應力，厚度好像不行
4. 應力可以測，應力有差別的時候拉曼會有微小頻移，其他兩種沒聽說過拉曼能測
十、拉曼做金屬氧化物含量的下限是多少? 我有一幾種氧化物的混合物，其中MoO3含量只有5%，XRD檢測不到，拉曼可以嗎?
應該和待測樣品的拉曼活性有關，並不能絕對說一定能測到多少檢測線，有些氧化物可能純的樣品也測不出光譜，信號強的則可能會低一些。
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