拉曼光譜-激發波長的選擇

拉曼光譜-激發波長的選擇

面對如此繁多的拉曼激發波長該如何選擇呢？

拉曼光譜儀的激發波長種類繁多，例如奧譜天成標準提供的波長有266nm,532nm,633nm,785nm,830nm,1064nm。應該要如何選擇呢?

表1. 波長選擇

那麼紅外線激發波長的優劣勢呢？

近紅外線的激發波長一般在700nm以上，常見的有785nm，830nm和1064nm。採用近紅外線的激發波長通常是為了抑制螢光干擾。螢光需要先吸收外來的光，才能發射出螢光。而拉曼是單純的光散射過程，無需吸收。大多數樣品的螢光吸收帶都處於可見光的部分，只有少數材料的吸收帶位於近紅外線區域，因此測試大部分的樣品，近紅外線雷射不會引起螢光。而拉曼卻可以正常出現。當樣品在可見激發下有很強的螢光干擾時，使用近紅外線拉曼是一個很好的解決方法，可以獲得優質的拉曼光譜。

但是近紅外線的雷射激發的效率不高（拉曼訊號強度與激發波長的四次方成反比）會導致靈敏度降低。所以，785nm雷射激發的拉曼強度幾乎只有532nm雷射激發的拉曼強度的五分之一；1064nm雷射激發的拉曼訊號強度只有532nm雷射激發的十五分之一。此外，CCD偵測器的靈敏度在近紅外線部分的響應度也比較低，因此，與使用可見雷射測量相比，要獲得相同的光譜質量，近紅外線拉曼的測量時間相對長得多。

那麼紫外線激發波長的優劣勢呢?

紫外線激發波長一般在350nm以下，常用的有266nm。採用紫外線的激發波長同樣可以抑制螢光影響，和近紅外線相似，螢光的吸收帶主要在可見波長段，螢光訊號和拉曼不在同一區域（近可見波長段可能也會出現螢光），雖然螢光訊號遠遠高於拉曼訊號，但是不會受到螢光的干擾。許多生物樣本（例如蛋白質,DNA,RNA等等）會與紫外線激發波長產生共振，使拉曼訊號增強數倍，對於測試這類樣本的結構所提供的便捷。此外，紫外線雷射在半導體材料中的穿透深度一般在幾個奈米的量級，對於測試樣品表面的薄膜可以進行選擇性的分析。紫外線波長的激發效率較高，因此使用較低的功率就可以激發出較強的拉曼訊號。

但由於紫外線激發波長的熱效應較高，在紫外線雷射照射下會使得樣品燒壞或降解。同時，紫外線光束無法用肉眼看見，紫外線的雷射體積更大，操作複雜，價格也更昂貴，使得紫外線拉曼依然需要專業技術人員操作。

在如此多樣的激發波長的拉曼光譜儀（雷射和光譜儀一般都是配對的，無法透過購買多種激發波長的雷射適用同一個光譜儀），根據自身所需檢測樣品的特性，來挑選合適的激發波長。螢光干擾、共振增強都是需要考慮的。表2是支點科技所代理奧譜天成的研究級攜帶式拉曼和入門型的手持式拉曼，滿足您對測試各種樣品的需求

表2. 產品列表