RAMAN测试中不同的激发波长如何选择

        拉曼光谱仪的激发波长种类繁多，例如常规提供的波长有266nm,532nm,633nm,785nm,830nm,1064nm等。面对如此繁多的激发波长应该如何选择呢？他们对于数据又有什么影响呢，首先我们先了解一下拉曼的原理。

        拉曼是一种光散射技术。激光光源的高强度入射光被分子散射时，大多数散射光与入射激光具有相同的波长（颜色），不能提供有用的信息，这种散射称为瑞利散射。然而，还有极小一部分（大约1/10^9）散射光的波长（颜色）与入射光不同，其波长的改变由测试样品（所谓散射物质）的化学结构所决定，这部分散射光称为拉曼散射。

        在进行RAMAN光谱测试时，激发波长的选择直接影响着测试结果的准确性和可靠性。不同的激发波长会导致样品的不同振动模式被激发，从而对光谱图产生不同的影响。正确选择激发波长可以提高信号强度、降低背景噪音，从而提高测试结果的精确性。

        近红外的激发波长一般在700nm以上，常见的有785nm，830nm和1064nm。采用近红外的激发波长通常是为了抑制荧光干扰。荧光需要先吸收外来的光，然后才能发射出荧光。而拉曼是单纯的光散射过程，无需吸收。大多数样品的荧光吸收带都处于可见光的部分，只有少数材料的吸收带位于近红外区域，因此测试大部分的样品，近红外激光不会引起荧光。而拉曼却可以正常出现。当样品在可见激发下有很强的荧光干扰时，使用近红外拉曼是一个很好的解决方案，可以获得优质的拉曼光谱。

        但是近红外的激光激发的效率不高（拉曼信号强度与激发波长的四次方成反比）会导致灵敏度降低。所以，785nm激光激发的拉曼强度几乎只有532nm激光激发的拉曼强度的五分之一；1064nm激光激发的拉曼信号强度只有532nm激光激发的十五分之一。此外，CCD探测器的灵敏度在近红外部分的响应度也比较低，因此，与使用可见激光测量相比，要获得同样的光谱质量，近红外拉曼的测量时间相对长很多。

        紫外激发波长一般在350nm以下，常用的有266nm。采用紫外的激发波长同样可以抑制荧光影响，和近红外相似，荧光的吸收带主要在可见波长段，荧光信号和拉曼不在同一区域（近可见波长段可能也会出现荧光），虽然荧光信号远远高于拉曼信号，但是不会受到荧光的干扰。许多生物样品（例如蛋白质,DNA,RNA等等）会与紫外激发波长产生共振，使拉曼信号增强数倍，对于测试这类样品的结构提供的便捷。此外，紫外激光在半导体材料中的穿透深度一般在几个纳米的量级，对于测试样品表面的薄膜可以进行选择性的分析。紫外波长的激发效率较高，因此使用较低的功率就可以激发出较强的拉曼信号。

　　但是由于紫外激发波长的热效应较高，在紫外激光照射下会使得样品烧坏或者降解。同时，紫外光束无法用肉眼看见，紫外的激光器体积更大，操作复杂，价格也更为昂贵，使得紫外拉曼依然需要专业技术人员操作。

        也可以基于样品特性对激发波长进行优化：激发光波长的选择一般是为了避开荧光的干扰，因为拉曼位移与激发光频率无关，不同物质产生荧光的范围不同，只要能避开该物质的荧光带的激发光都是可以的。例如，蓝/绿色激光（440－565 nm）适合无机材料和共振拉曼实验（如碳纳米管和其它碳材料）以及表面增强拉曼实验（SERS）；红色和近红外激光（660－830nm）适合于抑制样品荧光；紫外激光适合生物分子（蛋白质、DNA、RNA等）的共振拉曼实验以及抑制样品荧光。

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