當你第一次使用拉曼光譜儀或操作軟件時,經常會遇到一些所謂的共同問題的困擾。實際上這些所謂的問題可以用十分簡單的方法解決。
先來了解一下拉曼光譜儀的工作原理:當一束頻率為v0的單色光照射到樣品上后,分子可以使入射光發生散射。大部分光只是改變光的傳播方向,從而發生散射,而穿過分子的透射光的頻率,仍與入射光的頻率相同,這時,稱這種散射稱為瑞利散射;還有一種散射光,它約占總散射光強度的 10^~10^,該散射光不僅傳播方向發生了改變,而且該散射光的頻率也發生了改變,從而不同于激發光(入射光)的頻率,因此稱該散射光為拉曼散射。在拉曼散射中,散射光頻率相對入射光頻率減少的,稱之為斯托克斯散射,因此相反的情況,頻率增加的散射,稱為反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多,拉曼光譜儀通常大多測定的是斯托克斯散射,也統稱為拉曼散射。
散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移,拉曼位移與入射光頻率無關,它只與散射分子本身的結構有關。拉曼散射是由于分子極化率的改變而產生的(電子云發生變化)。拉曼位移取決于分子振動能級的變化,不同化學鍵或基團有特征的分子振動,ΔE反映了特定能級的變化,因此與之對應的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光譜可以作為分子結構定性分析的依據。
不管是新手或是有一定操作經驗的實驗員在使用儀器的過程中或多或少會碰到這個所謂的“嚴重”問題。實際上解決的辦法非常簡單,下面總結列出了一些常見的導致你不能得到一張拉曼譜圖的原因,如果你不喜歡動手調整儀器或操作激光,那么就順序檢查下列各項以保證儀器和所有附件都正確接通。
檢查儀器和所有附件插座都插好并接通電源。
保證激光器(如果附帶電源)都插好并接通,由于激光器有不同種類,可參照每個激光器的說明書獲取進一步的幫助。
在有兩個或多個激光器的系統中,確保聯鎖系統設置在正確的位置上,正確的激光器被接通。
檢查儀器的外罩處于安全的關閉狀態,聯鎖裝置正在運轉。
如果以上操作都已經檢查過,你就可以準備進行光譜測試了。將樣品放置在顯微鏡下,啟動光譜操作軟件,如果你仍不能得到光譜,檢查下面各項。
保證樣品被正確地放置在顯微鏡下,即樣品被精確地聚焦并照射在樣品正確的位置上。測量時經常需改變不同的測試區域以避免因樣品不純帶來一些非期望結果的可能。
保證激光正確輻照在樣品上,保證顯微鏡光圈的孔徑設置正確并處于正確的位置上(不同品牌的拉曼光譜儀按各自的要求處理)。
檢查所有軟件窗口的設置是否正確
檢查成像區域設置窗口的數值并保證激光像點處于該區域的中心。標準成像區域應該是激光像點中心垂直方向兩邊各10個像元。檢查狹縫的設置,當進行標準操作時,狹縫應為50μm。
如果CCD探測器飽和了,你將得不到任何有用的信息。可采用降低激發光功率或提高儀器的共焦程度來避免。
當檢查完上述各項后,你應該可以得到一張樣品的拉曼譜圖。如你仍然不能得到譜圖,可先嘗試測試單晶硅的拉曼譜。單晶硅是良好的拉曼散射體,可以用來幫助驗證儀器的性能。如果用單晶硅樣品可以獲取硅的520cm-1峰,再嘗試測試樣品。現在你可以得到樣品的拉曼信號,但可能噪聲較大。在這種情況下,可參照Q4的建議來提高信噪比和信背比。
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