课堂报告-激光光谱学
激光光谱学的介绍
激光光谱学的介绍一、引言光谱学是研究物质和电磁波相互作用的科学，而激光光谱学是对在激光器发明之后，使用激光作为光源来进行的原子、分子的发射光谱、吸收光谱以及非线性效应所做研究的通称。
激光光谱学是自激光技术出现以来在传统光谱学基础上发展起来的一门新兴学科。
传统光谱学已有300多年的历史。
1666年伟大的科学家牛顿用棱镜发现了光的色散现象，由此开始了光谱学的发展，不过在起初的一百多年内，其发展极为缓慢，直到1814年著名的物理学家夫琅和费用他发明的棱镜光谱仪观察到太阳谱线开始，才逐渐进入光谱学发展的盛期，除了对吸收与发射光谱的研究外，还相应发展了对散射光谱的研究，特别是喇曼散射的发现，即在光发生散射时，除了原有频率之外，散射光中还有一些其它频率的光出现，通过喇曼散射可以研究物质的结构与组成等！其实光谱学作为一门实用性学科是由物理学家和化学家共同开创起来的。
到20世纪初，传统光谱学已经十分成熟并在冶金、电子、化工、医药、食品等工业部门都成为相当重要的分析手段。
尽管传统的光谱学在物质研究中获得了多方面的应用，但在激光问世之前，它的进一步发展已经面临着不可逾越的鸿沟。
首先传统光谱学使用普通光源，探测分辨率低，而增强其单色性，又不得不以降低光强为代价，这样又会影响到探测的灵敏度，此外，在弱光辐射下光谱中的许多非线性效应表现不出来，因此包含物质结构深层次的信息被阻断。
60年代高强度、高单色性激光的出现给光谱学这门学科注入了新的活力，在其后发展的激光光谱学中，激光光源的优越性被发挥的淋漓尽致。
比如激光的单色性使分光器件分辨率提高，高强度提高了探测的灵敏度，而且强光与物质粒子的相互作用中，产生了各种可观测的非线性光谱效应；此外激光的高度方向性又使对微区或定点的光谱分析成为可能。
在激光光谱学中，作为光谱分析手段的激光光谱技术由于其高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率也倍受重视，在许多科学技术领域有着非常广泛的应用前景！二、激光光谱学技术的应用1、化学把激光光谱技术与光化学结合，工艺技术简单、设备小、效率高、成本低。
激光光谱学研究综述
激光光谱学研究综述摘要：激光光谱学技术是六十年代初发展起来的一门以原子理论、量子理论、光学技术和电子技术为基础的一门高新技术。
目前激光光谱学技术已经被推广应用于农业、工业、医疗、科学研究、军用武器及航天技术等多个领域，带来了巨大的效益。
本文将对这门新兴技术的形成、发展、种类、应用及前景进行一个简单的综述。
关键字：激光；光谱学；应用研究引言光谱学是研究物质和电磁波相互作用的科学。
光谱研究使人类获得了大量有关原子和分子结构方面的知识。
利用电磁辐射和物质相互作用时所观察的吸收光谱和发射光谱从多方面向人们提供了有关分子结构与周期环境相互作用的信息。
光谱学的发展可以分为两大阶段，它们的时间分界线为20世纪60年代激光问世之前和以后。
从1666年牛顿光谱到1960年美国人梅曼做成红宝石激光器之前，事实上已经形成了理论较为完善、分析技术较为成熟以及研究成果较为丰富的与原子分子线性相互作用的光谱学，通常称之为常规光谱学。
这种光谱学现在仍然是研究物质结构和成分的有力工具。
光谱定性、定量分析在化学研究、科学技术以及工业生产等方面都占有一定的地位。
自从激光问世之后，由于在常规光谱学领域引入激光，人们就可以用现代光谱学方法来深入研究物质的结构、能谱、瞬态变化和它们的微观动力学方程（包括弛豫规律），由此来获得用经典方法无法获得到的极为丰富的信息。
激光在光谱学领域引起了一场革命，形成一门新的学科——激光光谱学。
它既包括采用激光后获得新生的经典光谱学分支，还包括了一些新兴的分支，例如饱和吸收或双光子吸收的无多普勒光谱技术、时间分辨的弛豫测量以及相干拉曼散射光谱学等。
1激光光谱学的形成1.1激光原理“激光”是光受激辐射放大的简称，它是通过辐射的受激发射而实现光放大。
一个光子hv射入一个原子体系后，在离开该原子体系时，成了两个或更多个光子，而这些光子的特征是完全相同的。
这就是光放大。
但是光与原子体系相互作用时，总是同时存在着吸收、自发辐射与受激辐射三种过程，不可能要求只存在受激辐射过程。
激光拉曼光谱实验报告
激光拉曼光谱实验陈述之答禄夫天创作摘要：频后得到的532nm4种振动模式，且频率的实验值与尺度值比误差低于2%。
又利用偏振片及半波片获得与入射光偏振方向垂直及平行的出射光，确定了各振动的退偏度，分别为0.013、0.853、0.869、0.940，和尺度值0和0.75比较偏大。
关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一，引言1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）和克利希南（K.S.Krisman）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变更，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm）也在晶体石英样品中发现了类似现象。
在散射反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时发生的一种非弹性散射现象。
拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。
20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。
它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤丈量。
拉曼光谱的分析方向有定性分析、结构分析和定量分析。
到的532nm谱。
二，实验原理1，分子的振动由N 个原子组成的分子具有3N 个自由度。
由于分子质心有3个平移自由度，非线性分子有3个转动自由度，因此其余3N-6个自由度是描述分子中的原子振动的。
激光光谱学PPT课件PPT课件PPT学习教案
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其中： S gi | f | m | i |2 | f | m | i, m |2 ,
激光光谱学PPT课件PPT课件
会计学
1
激光光谱学参考书： 《激光光谱学原理和方法》黄世华 编著 其它参考书目： 1．《激光光谱学的基础和技术》W. Demtroder（戴姆特瑞德）著；黄潮 译 Chap. 1－3。 2．《光的量子理论》R. Loudon 著；于良 等译 Chap. 1，3，8，9。 3.《近代量子光学导论》彭金生 李高翔 著 Part. I Chap. 1，2；Part. II, Chap.1 4．《量子力学》 曾谨言 编著 Chap. 11，量子跃迁 5．《光学》 赵凯华 钟锡华 著 Chap. 2，4，5，8，9 6．《超短脉冲激光器原理及应用》 J. 赫尔曼；B. 威廉 著 Chap.1－4，8，9 7.《激光物理学》 邹英华 编著 Chap. 1，4，6－10 8．《 Laser and Electro-Optics 》Christophor C. Davis Chap. 1，2，6，23， 9.《概率论与数理统计》 10.《电动力学》 曹昌淇 著 11.《Electricity and Magnetism》Berkeley Physics Course Vol.2, E. M. Purcell Chapter. 6，7，9，10。
激光光谱学
第一张基本概念：1.能级寿命是指自发辐射能级寿命，能级寿命与自发辐射系数互为倒数关系。
2.自发辐射与受激辐射的区别：(1)受激跃迁与自发辐射，前者与外场揉(谬)有关，而后者则只取决于原子、分子系统本身，与外场揉(谬)无关。
理论和实验证明受激辐射光子与入射光子具有四同（同频率、同位相、同波矢、同偏振），即受激辐射光子与入射光子属于同一光子态（光波模式），受激辐射光是相干光，而自发辐射是非相干的随机过程。
(3)自发辐射系数A21与受激跃迁系数的关系：在热平衡条件下，能级E1、E2的粒子数N1、N2应保持平衡，则有: 3. 光子简并度n 为受激辐射几率与自发辐射几率之比，前者产生相干光子，后者产生非相干光子。
4. 激光器的三要素：（1）工作物质(气体、固体、液体、半导体等);(2）泵浦源：二者可实现粒子数反转，实现光放大。
（3）激光谐振腔 ---实现选模和光学正反馈。
5.线宽：分布函数半最大值所对应的频率宽度叫线宽—半最大值全宽，线宽内部分叫谱线的核,外部部分叫翼。
6.光谱学中常见的谱线展宽有：自然展宽、碰撞展宽、 Doppler 展宽。
自然加宽：由于自发辐射的存在，导致处于激发态的粒子具有一定的寿命，使得所发射的光谱具有一定的线宽称为自然加宽。
7.碰撞又分为弹性碰撞和非弹性碰撞：弹性碰撞，碰撞对之间没有通过无辐射跃迁所进行的内能交换时，称为弹性碰撞。
非弹性碰撞，碰撞对A 、B 在碰撞期间，A 的内能完全的或部分的转移给了B(或成为B 的内能或转变为A 、B 的平动动能)，有内能变化，称为非弹性碰撞，也叫淬灭碰撞。
小距离弹性碰撞主要引起谱线加宽，而大距离弹性碰撞主要引起频移。
8.Doppler 加宽：由于气体原子、分子的热运动而具有一定的速度分布，一定速度的粒子相对于探测器来讲，都会产生Doppler 频移，这样具有一定速度的粒子只对谱线的某一频率范围有贡献，总体效果使得谱线加宽，Doppler 加宽的谱线线型为高斯线型。
激光拉曼光谱实验报告---近代物理实验
激光拉曼光谱实验报告学号：201011141054 姓名：牟蓉实验日期：2013.3.28 指导老师：杨国建摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3Nd +：4YVO 晶体并倍频后得到的532nm 激光作为激发光源照射液体样品的4CCL 分子而得到的拉曼光谱，确定了各个峰的退偏度，0.929752、0.629412、0.873846、0.741176、0.884774、0.757774关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一、引言1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman ）和克利希南（K.S.Krisman ）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg ）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm ）也在晶体石英样品中发现了类似现象。
在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。
拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。
20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。
它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
激光光谱学(2009)
蓝光、紫外波长连续激光，主要442、 325nm 输出光束质量好。 寿命短、体积大、价格高
应用
激光全息 3D激光成型 材料荧光激发光源 ……
固体激光器
特点
红外、可见、紫外波长种类多。 连续、脉冲多种激光都有 输出光束质量好、能量大、稳定性好。 寿命长、体积小、价格适中。
应用
致力于取代各种气体激光器
§9.激光 / 三、激光原理 激光
Fig. 1 激光诱导荧光(LIF)光谱测量装置示意图
3.3 自点火流场PLIF测量
• 光源系统：YAG ＋ DYE • 光路和片光系统：透镜、 反射镜组 • 荧光信号采集和处理系 统。ICCD 、滤光片、 DG535和计算机、图像 处理软件
2 3
4 1
7 5 6
N2 N1
激发态
亚稳态
基态
§9.激光 / 三、激光原理 激光
激光器原理--结构
激励源-粒子搬迁的动力 工作介质-激光产生的内因 谐振腔-激光的振荡放大器
全反镜 激光工作物质 部分反射镜 激光
激光的四大特点
单色性好 频率、波长单一 方向性好 发散小、可远距离传输 亮度高 高能量密度 相干性好 相位固定，长相干长度
一、激光 普通光源-----自发辐射 自发辐射 普通光源 激光光源-----受激辐射 激光光源 受激辐射 激光又名镭射 ，它的全名是 “辐射的受 辐射的受 激发射光放大”。 激发射光放大 。 1. 特点： 特点： 相干性极好 时间相干性好（ 时间相干性好（∆λ～10 − 8埃）， 相干长度可达几十公里。 相干长度可达几十公里。
自发辐射.受激辐射和吸收 §9.激光 / 二、自发辐射 受激辐射和吸收 激光
实验表明， 实验表明，受激辐射产生的光子与外来 光子具有相同的频率、相位和偏振方向。 光子具有相同的频率、相位和偏振方向。 4. 光放大 4. 在受激辐射中通过一个光的作用，得 在受激辐射中通过一个光的作用， 到两个特征完全相同的光子， 到两个特征完全相同的光子，如果这两个 光子再引起其它原子产生受激辐射， 光子再引起其它原子产生受激辐射，就能 得到更多的特征完全相同的光子----光放 得到更多的特征完全相同的光子 光放 激光。 大，激光。
光谱分析实验室实训报告
一、实训目的本次光谱分析实验室实训旨在使学生了解光谱分析的基本原理和方法，掌握光谱仪器的操作技能，熟悉实验室的安全操作规程，提高学生的实际动手能力和分析问题的能力。
二、实训内容1. 光谱分析基本原理光谱分析是利用物质对光的吸收、发射、散射等特性，对物质进行定性和定量分析的方法。
根据物质的光谱特征，可以确定物质的化学组成、结构、状态等信息。
2. 光谱仪器操作本次实训主要操作了以下光谱仪器：（1）紫外-可见分光光度计：用于测定物质的紫外-可见吸收光谱，进行定性和定量分析。
（2）傅里叶变换红外光谱仪：用于测定物质的傅里叶变换红外光谱，进行定性和定量分析。
（3）原子吸收光谱仪：用于测定物质中的金属元素含量，进行定量分析。
3. 实验室安全操作规程（1）实验室内禁止吸烟、饮酒，保持室内整洁。
（2）实验过程中，严格按照操作规程进行，确保实验安全。
（3）实验室内禁止使用易燃、易爆、腐蚀性物品。
（4）实验结束后，及时清理实验台，关闭仪器电源。
三、实训过程1. 紫外-可见分光光度计操作（1）开启仪器电源，预热30分钟。
（2）设置波长范围为200-800nm，扫描速度为100nm/min。
（3）将待测溶液注入比色皿中，放入样品池，开始扫描。
（4）观察吸收光谱，记录吸收峰位置和强度。
2. 傅里叶变换红外光谱仪操作（1）开启仪器电源，预热60分钟。
（2）设置扫描范围为4000-400cm^-1，分辨率设置为4cm^-1。
（3）将待测样品放入样品池，开始扫描。
（4）观察红外光谱，记录吸收峰位置和强度。
3. 原子吸收光谱仪操作（1）开启仪器电源，预热30分钟。
（2）设置波长范围为190-900nm，光束通过待测溶液。
（3）观察原子吸收光谱，记录吸收峰位置和强度。
四、实训结果与分析1. 紫外-可见分光光度计实验根据吸收光谱，确定待测溶液的化学成分和浓度。
2. 傅里叶变换红外光谱仪实验根据红外光谱，确定待测样品的化学成分和结构。
激光光谱
激光光谱laser spectra以激光为光源的光谱技术。
与普通光源相比，激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点，是用来研究光与物质的相互作用，从而辨认物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。
激光的出现使原有的光谱技术在灵敏度和分辨率方面得到很大的改善。
由于已能获得强度极高、脉冲宽度极窄的激光，对多光子过程、非线性光化学过程以及分子被激发后的弛豫过程的观察成为可能，并分别发展成为新的光谱技术。
激光光谱学已成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域。
可调（谐）激光光源实际上是一台可调谐激光器，又称波长可变激光器或调频激光器。
它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长范围在真空紫外的118.8纳米至微波的8.3毫米之间。
可调激光器分为连续波和脉冲两种，脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。
用连续波激光器作光源时，分辨率可达到10-9（线宽＜1兆赫）。
常见的激光光谱包括以下几种：①吸收光谱。
激光用于吸收光谱，可取代普通光源，省去单色器或分光装置。
激光的强度高，足以抑制检测器的噪声干扰，激光的准直性有利于采用往复式光路设计，以增加光束通过样品池的次数。
所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。
除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外，由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到，以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。
利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合，已能有选择地检测出单个原子的存在。
②荧光光谱。
高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。
因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度。
以激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测，例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔／升，比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。
激光及其应用的学前讲座报告
激光及其应用的学前讲座报告
汤清彬此次报告的主题为“激光技术及应用”。
汤清彬首先从光的定义讲起，逐步介绍人类如何通过光来进一步探索出激光，并结合精美幻灯片展示为激光事业做出伟大贡献的科学家，详细列举每位科学家在激光事业中做出的成就。
汤清彬针对激光发展前景问题与现场同学们进行深入交流，并介绍激光技术在未来的地位以及广阔的发展前景。
为拓宽同学们的视野，汤清彬将知识面拓宽到国际激光高技术前沿领域，进一步介绍激光在未来对世界的重要性。
汤清彬用逐层递进的方式，使在场学子初步接触激光相关领域，感受到激光技术独特的魅力，大大激发学子们的科学求知欲和科研热情。
物理实验技术中的分子光谱与激光光谱分析
物理实验技术中的分子光谱与激光光谱分析分子光谱与激光光谱分析在物理实验技术中起着重要的作用。
光谱分析是一种研究物质的光学性质的方法，它可以通过分析物质与光的相互作用来获取物质的结构和性质信息。
在分子光谱中，我们主要关注分子的能级结构和振动、转动等运动方式，而在激光光谱分析中，激光的特性被用于激发样品并测量其响应信号，以获得更加精确的光谱信息。
物理实验技术中的分子光谱分析主要包括吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱等。
吸收光谱是最常用的一种光谱分析方法，它用于测量样品吸收和透射光的强度变化。
在吸收光谱中，通过测量不同波长下样品对光的吸收程度，我们可以得到样品的吸收光谱图像。
吸收光谱可以用于研究样品的组成、结构和浓度等信息。
与吸收光谱相比，荧光光谱具有更高的灵敏度和选择性。
荧光光谱分析是通过激发样品产生荧光并测量其发射光的强度来获得样品信息。
荧光光谱可以用于研究样品的分子结构、分子间相互作用以及环境变化对样品性质的影响。
例如，在生物医学研究中，荧光光谱被广泛应用于荧光探针的设计和荧光染料的分析。
激光光谱分析是近年来兴起的一种高精度光谱分析方法。
激光的特性，如高亮度、窄线宽、短脉冲等，使得其在分子光谱分析中具有独特的优势。
激光光谱分析包括激光吸收光谱、激光诱导荧光光谱和激光拉曼光谱等。
激光吸收光谱是通过激光的吸收效应来测量样品的光谱信息。
与传统吸收光谱相比，激光吸收光谱具有更高的分辨率和灵敏度。
激光吸收光谱广泛应用于气体分析、环境监测和生命科学等领域，例如气体传感器和生物分子的检测。
激光诱导荧光光谱是利用激光的激发效应来测量样品的荧光光谱。
激光的高亮度和窄线宽带来了更加准确和精细的荧光测量结果。
激光诱导荧光光谱在生物医学、环境监测和材料分析等领域具有广泛的应用，例如荧光探针的设计与开发和环境中有害物质的检测。
激光拉曼光谱是分子光谱中的另一种重要技术。
拉曼光谱通过测量样品散射光的频移来获得样品的结构和成分信息。
激光拉曼光谱实验报告之欧阳音创编
激光拉曼光谱实验报告Nd ：摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3 YVO晶体并倍频后得到的532nm激光作为激发光源4CCL分子而得到的拉曼光谱，谱线照射液体样品的4CCL分子4种振动模式，很好地吻合了理论分析的4且频率的实验值与标准值比误差低于2%。
又利用偏振片及半波片获得与入射光偏振方向垂直及平行的出射光，确定了各振动的退偏度，分别为0.013、0.853、0.869、0.940，和标准值0和0.75比较偏大。
关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一，引言1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）和克利希南（K.S.Krisman）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm）也在晶体石英样品中发现了类似现象。
在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。
拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。
20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。
激光拉曼光谱实验报告之欧阳家百创编
激光拉曼光谱实验陈述欧阳家百（2021.03.07）摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3Nd +：4YVO 晶体并倍频后获得的532nm 激光作为激发光源照射液体样品的4CCL 分子而获得的拉曼光谱，谱线很好地吻合了理论阐发的4CCL 分子4种振动模式，且频率的实验值与标准值比误差低于2%。
又利用偏振片及半波片获得与入射光偏振标的目的垂直及平行的出射光，确定了各振动的退偏度，辨别为0.013、0.853、0.869、0.940，和标准值0和0.75比较偏年夜。
关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一，引言1928年，印度物理学家拉曼（C.V .Raman ）和克利希南（K.S.Krisman ）实验发明，当光穿过液体苯时被分子散射的光产生频率变更，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（G .Landsberg ）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm ）也在晶体石英样品中发明了类似现象。
在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称散布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较年夜的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。
拉曼谱线的数目，位移的年夜小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以获得有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱阐发技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。
20世纪60年代激光的问世增进了拉曼光谱学的成长。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
并且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，成长了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
拉曼光谱阐发技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。
激光光谱简介
激光对高分辨光谱的发展起很大作用，是研究原子、分子和离子结构的有力工具，可用来研究谱线的精细和超精ห้องสมุดไป่ตู้分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加宽、碰撞位移等效应。
时间分辨激光光谱
能输出脉冲持续时间短至纳秒或皮秒的高强度脉冲激光器，是研究光与物质相互作用时瞬态过程的有力工具，例如，测定激发态寿命以及研究气、液、固相中原子、分子和离子的弛豫过程。
常见的激光光谱
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吸收光谱
激光用于吸收光谱，可取代普通光源，省去单色器或分光装置。激光的强度高，足以抑制检测器的噪声干扰，激光的准直性有利于采用往复式光路设计，以增加光束通过样品池的次数。所有这些特点均可提高光谱仪的检测灵敏度。除去通过测量光束经过样品池后的衰减率的方法对样品中待测成分进行分析外，由于激光与基质作用后产生的热效应或电离效应也较易检测到，以此为基础发展而成的光声光谱分析技术和激光诱导荧光光谱分析技术已获得应用。利用激光诱导荧光、光致电离和分子束光谱技术的配合，已能有选择地检测出单个原子的存在。
激光光谱简介
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可调（谐）激光光源实际上是一台可调谐激光器，又称波长可变激光器或调频激光器。它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长范围在真空紫外的118.8纳米至微波的8.3毫米之间。可调激光器分为连续波和脉冲两种，脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。用连续波激光器作光源时，分辨率可达到10-9（线宽<1兆赫）。
荧光光谱
高强度激光能够使吸收物种中相当数量的分子提升到激发量子态。因此极大地提高了荧光光谱的灵敏度。以激光为光源的荧光光谱适用于超低浓度样品的检测，例如用氮分子激光泵浦的可调染料激光器对荧光素钠的单脉冲检测限已达到10-10摩尔/升，比用普通光源得到的最高灵敏度提高了一个数量级。
激光光谱教学大纲
激光光谱教学大纲一、课程名称：激光光谱 Laser Spectroscopy二、课程编码：三、学时与学分：40 学时/2.5学分四、先修课程：量子力学，光学，光电探测与信号处理五、课程教学目标光谱学是关于光吸收、发射过程的频域信息的一门学问，在原子分子物理、化学、光电子学、材料、等离子体物理以及天体物理等方面均有重要的应用。
激光的诞生，使光谱探测范围、灵敏度、分辨率等因素发生根本性的变化，极大地扩展了光谱分析的能力，形成了一门新兴的学科–激光光谱。
激光光谱课程的教学目标，是在掌握光谱学基本概念和原理、光谱分析测试基本技术手段的基础上，进一步学习激光光谱的原理和技术，掌握利用激光光谱技术研究物质结构、状态及其变化发展过程的技能。
通过本课程的学习，可望进一步巩固在光学理论及技术应用方面的基础，加强对光辐射的理解，提升光辐射探测和处理的能力。
课程具体包括光吸收与发射、光谱学基础、激光光谱中的激光器、激光吸收光谱、激光荧光光谱和激光等离子体发射光谱、无多普勒展宽光谱、激光拉曼光谱以及光电离光谱技术等多方面的内容。
六、适用学科专业：光信息科学与技术光电信息工程七、基本教学内容与学时安排第一章绪论光谱学与激光光谱技术的历史与发展状况（1学时）第二章光的吸收与发射（1学时）2.1 吸收、自发辐射与受激发射,偏振与相干性；2.2 半经典描述；2.3 线宽与线形。
第三章光谱学基础（6学时）3.1 分子对称性，群论初步；3.2 气体分子光谱：转动光谱、振动光谱、电子光谱。
第四章光谱仪与弱信号监测仪（4学时）4.1 光谱仪：光栅光谱仪、干涉仪；4.2 弱信号探测方法。
第五章光谱技术中的激光光源（4学时）5.1 光谱学中常用的激光光源；5.2 光源的非线性扩展；5.3 激光波长、线宽的测量。
第六章激光吸收光谱技术（6学时）6.1 基本吸收光谱技术；6.2 高灵敏度吸收光谱技术；6.3 耦合双共振与快速吸收光谱技术；6.4 外场扫描吸收光谱技术；6.5 光声与光热光谱技术。