激光共聚焦显微拉曼光谱仪[003]PPT课件
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拉曼光谱-课件分享
现代材料物理研究方法
拉曼光谱分析
主要内容
红外光谱(IR) 拉曼光谱(Raman)
分子振动光谱
2
激光拉曼光谱基础
1928 C.V.Raman发现拉曼散射效应 1960 随着激光光源建立拉曼光谱分析 拉曼光谱和红外光谱一样，也属于分子振动光谱 生物分子，高聚物，半导体，陶瓷，药物等分析 ，
是否出现拉曼活性主要取决于分子在运动过程时某一 固定方向上的极化率的变化。 对于分子振动和转动来说，拉曼活性都是根据极化率 是否改变来判断的。 对于全对称振动模式的分子，在激发光子的作用下， 肯定会发生分子极化，产生拉曼活性，而且活性很强； 而对于离子键的化合物，由于没有分子变形发生，不 能产生拉曼活性。
Strength enhanced 102~3 more sensitive concentration < 0.1mM similar to UV
preresonance
Resonance enhanced
共振拉曼散射
11
拉曼原理-LRS与IR比较
拉曼光谱是分子对激发光的散射，而红外光谱则是分子对红外光的吸 收，但两者均是研究分子振动的重要手段，同属分子光谱。
优势：激发波长较长， 可以避免部分荧光产生
局限：黑色样品会产生热背景 薄膜样品的厚度应 >1m 光谱范围：5~4000cm-1
23
分析方法
普通拉曼光谱 一般采用斯托克斯分析
反斯托克斯拉曼光谱 采用反斯托克斯分析
24
Raman光谱可获得的信息
Raman 特征频率
Raman 谱峰的改变
Raman 偏振峰
47
100 Cr
100
depth profile lines
拉曼光谱分析
主要内容
红外光谱(IR) 拉曼光谱(Raman)
分子振动光谱
2
激光拉曼光谱基础
1928 C.V.Raman发现拉曼散射效应 1960 随着激光光源建立拉曼光谱分析 拉曼光谱和红外光谱一样，也属于分子振动光谱 生物分子，高聚物，半导体，陶瓷，药物等分析 ，
是否出现拉曼活性主要取决于分子在运动过程时某一 固定方向上的极化率的变化。 对于分子振动和转动来说，拉曼活性都是根据极化率 是否改变来判断的。 对于全对称振动模式的分子，在激发光子的作用下， 肯定会发生分子极化，产生拉曼活性，而且活性很强； 而对于离子键的化合物，由于没有分子变形发生，不 能产生拉曼活性。
Strength enhanced 102~3 more sensitive concentration < 0.1mM similar to UV
preresonance
Resonance enhanced
共振拉曼散射
11
拉曼原理-LRS与IR比较
拉曼光谱是分子对激发光的散射，而红外光谱则是分子对红外光的吸 收，但两者均是研究分子振动的重要手段，同属分子光谱。
优势：激发波长较长， 可以避免部分荧光产生
局限：黑色样品会产生热背景 薄膜样品的厚度应 >1m 光谱范围：5~4000cm-1
23
分析方法
普通拉曼光谱 一般采用斯托克斯分析
反斯托克斯拉曼光谱 采用反斯托克斯分析
24
Raman光谱可获得的信息
Raman 特征频率
Raman 谱峰的改变
Raman 偏振峰
47
100 Cr
100
depth profile lines
拉曼光谱原理和特点 ppt课件
• 散射光中的1010光子之一是非弹性散射（拉曼）
• 前…
后…
入射光
分子
• 光损失能量，使分子振动
Slide 4
PPT课件
分子振动
散射光
emission
excitation excit.-vib.
拉曼光谱的优点和特点
对样品无接触，无损伤； 样品无需制备； 快速分析，鉴别各种材料的特性与结构； 能适合黑色和含水样品； 高、低温及高压条件下测量； 光谱成像快速、简便，分辨率高； 仪器稳固，体积适中， 维护成本低，使用简单。
2500
N2
2000
1500
1000
500
1500
2000
2500
3000
3500
CO2
CH4
6000
4000
quartz
3000
H2O
2000 1087
1000
1164 1387 1280
1640
2331
1500
2000
2500
3000
3500
1087 1164
1287 1390
2328 2609 2914 3399 3639
Characteristic vibrational spectrum: 指纹性振动谱
Slide 6
PPT课件
Information obtained from Raman spectroscopy 拉曼光谱的信息
Slide 7
PPT课件
characteristic Raman
frequencies
拉曼频率的确认
changes in frequency of Raman peak
激光扫描共聚焦显微镜技术讲座 ppt课件
量、细胞膜流动性测量、膜电位测定) 细胞间隙连接的细胞间通讯
荧光探针的选择
合适的荧光探针是有效地进行实验并获取理想实 验结果的保障。
(1)现有仪器所采用的激光器 (2)荧光探针的光稳定性和光漂白性 (3)荧光的定性或定量
定性:单波长激发探针 定量:双波长激发比率探针 (4)荧光探针的特异性和毒性。 (5)荧光探针适用的pH
LSCM 的发展 1957年 提出了共聚焦显微镜技术的某些基本原理，并获
得了美国的专利。
1967年 成功的应用共聚焦显微镜产生了一个光学横面。 1970年 牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型
的扫描共聚焦显微镜。
1984年 Bio-Rad公司推出了世界第一台共聚焦显微镜品。 1987年 White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦
2、球差：
由主轴上某一物点向光学系
统发出的单色圆锥形光束，经该 光学系列折射后， 不能聚焦成 一点,使成像模糊不清,形成一弥 散光斑(俗称模糊圈)，则此光学 系统的成像误差称为球差。
3、色差： 由白色物点向光学系统发出一束
白光，经该光学系列折射后，组成该 束白光的红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫等各色光，不能会聚于同一点，即 白色物点不能结成白色像点，而结成 一彩色像斑的成像误差，称为色差。
*
不同的荧光探针在不同标本的效果常有差
异，故除综合考虑以上因素以外，有条件者应进
行染料的筛选，以找出最适的荧光探针。
*
许多荧光探针是疏水性的，很难或不能进
入细胞，需使荧光探针与AM（乙酰羟甲基酯）
结合后变成不带电荷的亲脂性化合物方易于通过
质膜进入细胞，在细胞内荧光探针上的AM被非
特异性酯酶水解，去掉AM后的荧光探针不仅可
荧光探针的选择
合适的荧光探针是有效地进行实验并获取理想实 验结果的保障。
(1)现有仪器所采用的激光器 (2)荧光探针的光稳定性和光漂白性 (3)荧光的定性或定量
定性:单波长激发探针 定量:双波长激发比率探针 (4)荧光探针的特异性和毒性。 (5)荧光探针适用的pH
LSCM 的发展 1957年 提出了共聚焦显微镜技术的某些基本原理，并获
得了美国的专利。
1967年 成功的应用共聚焦显微镜产生了一个光学横面。 1970年 牛津和阿姆斯特丹同时向科学界推荐了一种新型
的扫描共聚焦显微镜。
1984年 Bio-Rad公司推出了世界第一台共聚焦显微镜品。 1987年 White和Amos在英国《自然》杂志发表了“共聚焦
2、球差：
由主轴上某一物点向光学系
统发出的单色圆锥形光束，经该 光学系列折射后， 不能聚焦成 一点,使成像模糊不清,形成一弥 散光斑(俗称模糊圈)，则此光学 系统的成像误差称为球差。
3、色差： 由白色物点向光学系统发出一束
白光，经该光学系列折射后，组成该 束白光的红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫等各色光，不能会聚于同一点，即 白色物点不能结成白色像点，而结成 一彩色像斑的成像误差，称为色差。
*
不同的荧光探针在不同标本的效果常有差
异，故除综合考虑以上因素以外，有条件者应进
行染料的筛选，以找出最适的荧光探针。
*
许多荧光探针是疏水性的，很难或不能进
入细胞，需使荧光探针与AM（乙酰羟甲基酯）
结合后变成不带电荷的亲脂性化合物方易于通过
质膜进入细胞，在细胞内荧光探针上的AM被非
特异性酯酶水解，去掉AM后的荧光探针不仅可
激光拉曼光谱分析ppt课件
12
2 拉曼效应（10）
拉曼散射的多个不同的波数
13
2 拉曼效应（11）
拉曼散射的多个不同的波数
14
3 拉曼光谱仪（1）
1）激光光源：氩离子激光器，激光波长 514.5nm（绿光）, 氦氖激光器，激光波长 488.0nm（紫光）。
激光的特点：偏振光，强度大，可聚集成很 细的一束。 照射在样品上的一个点（1微米区域），因 此把激光拉曼光谱又称之外激光拉曼微探 针：Laser Raman Microscopy （LRM）
20
5 红外与拉曼比较（1)
1 都是研究分子结构（化学键）的分子振动、 转动光谱。 2 红外光谱是吸收光谱，拉曼是发射光谱 3 拉曼的频谱范围宽 10－4500cm－1，红外
的窄 200－4000cm －1 。
21
5 红外与拉曼比较（2)
4 拉曼的激发波长可以是可见光区的任一 激发源，因此其色散系统比较简单，（可 见光区），而红外的辐射源和接收系统必 须放在专门封闭的装置内。
李子 坡
20907011024
1
激光拉曼光谱
1 概述 2 拉曼效应 3 拉曼光谱仪 4 拉曼光谱图 5 红外与拉曼比较
2
Hale Waihona Puke 概述1800年，英国科学家W. Herschel 在 测色温时(即波长越长，所具有的温 度越高)，发现了红外光，Infra－Red。
由于存在红外非活性的问题，因此 人们又继续研究探索，在1928年的时 候，由印度科学家V. C. Raman发现了 拉曼效应，并获得1930年度Nobel物 理奖。
15
3 拉曼光谱仪（2）
2）仪器原理
16
4 拉曼光谱图（1）
17
4 拉曼光谱图（2）
2 拉曼效应（10）
拉曼散射的多个不同的波数
13
2 拉曼效应（11）
拉曼散射的多个不同的波数
14
3 拉曼光谱仪（1）
1）激光光源：氩离子激光器，激光波长 514.5nm（绿光）, 氦氖激光器，激光波长 488.0nm（紫光）。
激光的特点：偏振光，强度大，可聚集成很 细的一束。 照射在样品上的一个点（1微米区域），因 此把激光拉曼光谱又称之外激光拉曼微探 针：Laser Raman Microscopy （LRM）
20
5 红外与拉曼比较（1)
1 都是研究分子结构（化学键）的分子振动、 转动光谱。 2 红外光谱是吸收光谱，拉曼是发射光谱 3 拉曼的频谱范围宽 10－4500cm－1，红外
的窄 200－4000cm －1 。
21
5 红外与拉曼比较（2)
4 拉曼的激发波长可以是可见光区的任一 激发源，因此其色散系统比较简单，（可 见光区），而红外的辐射源和接收系统必 须放在专门封闭的装置内。
李子 坡
20907011024
1
激光拉曼光谱
1 概述 2 拉曼效应 3 拉曼光谱仪 4 拉曼光谱图 5 红外与拉曼比较
2
Hale Waihona Puke 概述1800年，英国科学家W. Herschel 在 测色温时(即波长越长，所具有的温 度越高)，发现了红外光，Infra－Red。
由于存在红外非活性的问题，因此 人们又继续研究探索，在1928年的时 候，由印度科学家V. C. Raman发现了 拉曼效应，并获得1930年度Nobel物 理奖。
15
3 拉曼光谱仪（2）
2）仪器原理
16
4 拉曼光谱图（1）
17
4 拉曼光谱图（2）
激光共聚焦显微拉曼光谱仪PPT课件
激光共聚焦显微拉曼光谱仪
分析测试中心
光学平台
不是凸起，是专用的光学平台，哪些看起 来颗粒一样的是螺丝孔，M6的内螺纹，可以将 光学元件固定在上面。平台一般很重，不锈钢 质地，总体质量500公斤左右。因为光学需要 稳定，所以一般都得用这个才能保证光路稳定
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
激光共聚焦显微拉曼光谱仪
仪器组成
激光器 共焦显微镜
样品室 单色器 检测记录系统
计算机
激光器
1、配置532nm半导体高功率激光器，激光输出功率要求不小于 50mW。
2、使用两片长寿命Edge瑞利滤光片和一片用于去除等 离子线的干涉滤光片，仪器阻挡激光瑞利散射水平高。
3、相应波长的激光等离子滤光片（干涉滤光片），在 全扫描范围（100-4000波数）内，无等离子线。
3、显微镜厂家原装透射、反射照明。附送备用照明灯2个。
4、自动XYZ平台，最小步长不大于0.1 um，可进行分散的多点、 线、面扫描和共焦深度的扫描
5、采用真共焦光路设计，空间分辨率方面，100X物镜下，xy 分辨率 <= 1 um ，z轴方向分辨率<= 2微米，共焦深度连续可 调。
4、为适应不同样品测量要求以及防止激光功率过高烧坏样品， 要求激光输出功率可调。同时，激光光斑尺寸可调。
分析测试中心
光学平台
不是凸起，是专用的光学平台，哪些看起 来颗粒一样的是螺丝孔，M6的内螺纹，可以将 光学元件固定在上面。平台一般很重，不锈钢 质地，总体质量500公斤左右。因为光学需要 稳定，所以一般都得用这个才能保证光路稳定
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
激光共聚焦显微拉曼光谱仪
仪器组成
激光器 共焦显微镜
样品室 单色器 检测记录系统
计算机
激光器
1、配置532nm半导体高功率激光器，激光输出功率要求不小于 50mW。
2、使用两片长寿命Edge瑞利滤光片和一片用于去除等 离子线的干涉滤光片，仪器阻挡激光瑞利散射水平高。
3、相应波长的激光等离子滤光片（干涉滤光片），在 全扫描范围（100-4000波数）内，无等离子线。
3、显微镜厂家原装透射、反射照明。附送备用照明灯2个。
4、自动XYZ平台，最小步长不大于0.1 um，可进行分散的多点、 线、面扫描和共焦深度的扫描
5、采用真共焦光路设计，空间分辨率方面，100X物镜下，xy 分辨率 <= 1 um ，z轴方向分辨率<= 2微米，共焦深度连续可 调。
4、为适应不同样品测量要求以及防止激光功率过高烧坏样品， 要求激光输出功率可调。同时，激光光斑尺寸可调。
《共聚焦拉曼光谱仪》课件
化学反应监测
共聚焦拉曼光谱仪可以实时监测 化学反应过程中物质的变化，有 助于理解反应机理和反应动力学 。
污染物检测
共聚焦拉曼光谱仪能够检测痕量 污染物，如重金属、有机污染物 等，对环境监测和污染治理具有 重要意义。
在生物医学研究中的应用
细胞成像
生物分子相互作用研究
共聚焦拉曼光谱仪能够实现细胞的高分辨 率成像，有助于研究细胞结构和功能。
特点
控制系统是实现智能化和 自动化的关键部分。
Part
03
共聚焦拉曼光谱仪的性能特点
高分辨率
STEP 02
STEP 01
共聚焦拉曼光谱仪采用先 进的共聚焦光学系统，能 够实现高分辨率的拉曼散 射信号采集。
STEP 03
提高了对复杂样品和混合 物的鉴别能力，有助于深 入了解样品的性质和组成 。
高分辨率使得光谱分辨率 更高，能够更好地解析出 样品的分子结构和振动模 式。
定制化服务
国际化合作与交流
加强国际间的技术合作与交流，推动 共聚焦拉曼光谱仪技术的不断创新和 发展。
针对不同行业和应用领域的需求，共 聚焦拉曼光谱仪将提供定制化的解决 方案，满足客户的个性化需求。
THANKS
感谢您的观看
特点
光学系统是共聚焦拉曼光 谱仪的核心部分，其性能 直接影响整个仪器的性能 和稳定性。
共聚焦系统
STEP 01
组成
STEP 02
作用
由透镜和反射镜组成，用 于将激发光聚焦到样品上 ，并收集拉曼散射信号。
STEP 03
特点
共聚焦系统是实现高空间 分辨率和高灵敏度的关键 部分。
将激发光聚焦到样品上， 以提高激发效率和拉曼散 射信号的收集效率。
《激光共聚焦技术》课件
多模态成像技术结合
将激光共聚焦技术与其它成像技术（如超声、MRI等）相 结合，可以实现多模态、多尺度的成像，为科学研究提供 更多信息。
人工智能与大数据分析
结合人工智能和大数据分析技术，对激光共聚焦图像进行 深度挖掘和定量分析，提高实验结果的可靠性和可重复性 。
05
实验操作与注意事项
实验前的准备
实验材料
将激光束转换为扫描线，并控 制显微镜的X和Y轴移动。
检测器
用于检测荧光信号，并将信号 转换为电信号。
激光器
用于产生激发光，常用波长为 405nm、488nm、561nm和 640nm。
物镜
用于将激光束聚焦到样品上， 并收集荧光信号。
计算机
用于控制扫描头、物镜和检测 器，并收集和处理荧光信号。
性能指标
光漂白与光毒性
强激光束可能会引起荧光分子的光漂 白和光毒性，影响实验结果和细胞活 性。
未来发展与展望
提高成像速度
未来可以通过改进扫描技术和提高探测器性能来提高激光 共聚焦技术的成像速度，以适应更多动态观察的需求。
拓展应用领域
随着技术的进步和应用需求的增加，激光共聚焦技术有望 在更多领域得到应用，如医学诊断、药物研发等。
细胞生物学研究
细胞形态与结构研究
利用激光共聚焦技术观察细胞形态、细胞器结构以及细胞骨架等，有助于深入 了解细胞生物学特性。
细胞分子定位与相互作用
通过荧光标记技术，对特定分子进行定位和追踪，研究分子在细胞内的分布、 动态变化以及与其他分子的相互作用。
医学诊断与治疗
疾病诊断
利用激光共聚焦技术对活体组织进行无创检测，有助于早期发现和诊断肿瘤、炎 症等疾病。
显微镜设置
根据实验需求，设置 激光波长、扫描速度 、分辨率等参数。
激光共聚焦显微拉曼光谱仪PPT课件
操作步骤
1、打开电脑。 2、开机：插上电源插头，将Laser至On，长按power打开仪器，power蓝色灯亮。 3、打开OMNIC软件，点击实验设置，在光学台下打开激光，激光预热，预热完毕后，出现对话框，点击 休息两次，此时激光灯亮，点击实验设置中ok，实验设置完毕。 4、准直聚焦：如果仪器换激光器，如532nm换成780nm或仪器移动需做准直，方法选择10倍物镜，然后 22目观察，在x轴和y轴方向上移动光学台，旋动至黄色小光斑在十字交叉处。 5、校准仪器（检查光斑是否在中心）：如果光斑不在中心，可以通过移动光学台，使光斑在中心。 6、采集样品，采集完成后，点击文件另存为，在图谱文件CVS下保存，采样完成。 7、关机：点击实验设置，在光学台下关闭激光，将Laser至off，长按power关闭仪器，power熄灭，拔 下电源插头，关闭OMNIC软件，关闭电脑。
3、显微镜厂家原装透射、反射照明。附送备用照明灯2个。
4、自动XYZ平台，最小步长不大于0.1 um，可进行分散的多点、 线、面扫描和共焦深度的扫描。系统软件能帮助自动聚焦。系 统无反向间隙，能保证位置原始点的良好重复性。
5、采用真共焦光路设计，空间分辨率方面，100X物镜下，xy 分辨率 <= 1 um ，z轴方向分辨率<= 2微米，共焦深度连续可 调。
4、为适应不同样品测量要求以及防止激光功率过高烧坏样品， 要求激光输出功率可调。同时，激光光斑尺寸可调。
共焦显微镜
1、专业的高端科研型显微镜，10X原装目镜，20X、50X、100X、 长焦50X物镜， 包括可同时安装5个镜头的镜头架。其中长焦 50X的焦距都要求大于或接近10mm。
2、彩色摄像机。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
激光拉曼光谱课件PPT
9
Raman光谱的基本原理
激发虚态
h(0 - )
E1 + h0
h0
E0 + h0
h0 h0
E1
V=1
E0
V=0
Rayleigh散射
h0 + Raman散射 h
Rayleigh散射是光子与物质分子发生弹性碰撞，当在碰撞过程
中没有能量的交换，光子的频率不变，仅改变方向。也就是说，
当处于E0或E1的分子，受hv0入射光子激发跃迁到E0+h0，E1+h0 的激发虚态，由于其不稳定，马上又返回相应能级E0和E1能级，
把吸收的能量又以光子的形式释放出来an光谱的基本原理
激发虚态
h0
E1 E0
E1 + h0 E0 + h0
h0 h0 V=1 V=0
Rayleigh散射
h(0 - )
h0 + Raman散射h
而Raman散射是光子与物质分子产生非弹性碰撞，他 们之间产生能量的交换，光子不但发生了方向上的改变， 而且能量会减少或增加。如上图所示，受激到激发态的 分子不是按照相应得返回到受激前的能级，这就会使入 射频率与散射光频率不同，产生一个能量差。
2021/3/10
11
Raman光谱的基本原理
Raman散射
Raman散射的两种 跃迁能量差：
E1 + h0 E0 + h0
①当入射光子(hv0)把处 h(0 - )
于E0能级的分子激发到E0+
hv0能级，因这种能态不稳 定而跃回E1能级，其净结 果是分子获得了E1与E0的
E1 V=1 E0 V=0
光的散射现象
当一束单色光通过透明介质时，大部分光透过或反射而小部分 光会被样品在各个方向上散射，在透射和反射方向以外出现的光就 称散射光。
拉曼光谱分析全套教学课件
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
Detector plane
l1 Detector plane
l2 F1=300mm F2= 800mm
XPloRA
全系列光谱仪
—多种光谱分辨率仪器可选择
l1 l2
Aramis
HR 800
T64000
U1000
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
全系列拉曼光谱仪
Detector plane
l1 Detector plane
l2 F1=300mm
l1
—多种焦长仪器可选择
l2 F2= 800mm
XPloRA
Aramis
HR 800
T64000
U1000
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
LabRAM HR
Intensity (A.U.)
拉曼是物质的指纹光谱
2000200000 1500150000 1000100000
50050000
甲醇vs. 乙醇
OH Bending
CCO modes
Skeletal Bending
CH3 and CH2 Bending Modes
CH3 Stretching Modes
超大面积光栅
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
NASA对JY的航天用特殊光谱系统颁奖
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
全球最大拉曼光谱仪制造商
➢ 拉曼部门：由三个著名的拉曼生产厂家 （Jobin Yvon, Dilor, SPEX）合并而成，具 有40多年的设计和生产历史。 ➢ 在全球已有5000多台仪器安装，是全球 最大的拉曼光谱仪制造商。
Detector plane
l1 Detector plane
l2 F1=300mm F2= 800mm
XPloRA
全系列光谱仪
—多种光谱分辨率仪器可选择
l1 l2
Aramis
HR 800
T64000
U1000
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
全系列拉曼光谱仪
Detector plane
l1 Detector plane
l2 F1=300mm
l1
—多种焦长仪器可选择
l2 F2= 800mm
XPloRA
Aramis
HR 800
T64000
U1000
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
LabRAM HR
Intensity (A.U.)
拉曼是物质的指纹光谱
2000200000 1500150000 1000100000
50050000
甲醇vs. 乙醇
OH Bending
CCO modes
Skeletal Bending
CH3 and CH2 Bending Modes
CH3 Stretching Modes
超大面积光栅
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NASA对JY的航天用特殊光谱系统颁奖
© 2009 HORIBA, Ltd. All rights reserved.
全球最大拉曼光谱仪制造商
➢ 拉曼部门：由三个著名的拉曼生产厂家 （Jobin Yvon, Dilor, SPEX）合并而成，具 有40多年的设计和生产历史。 ➢ 在全球已有5000多台仪器安装，是全球 最大的拉曼光谱仪制造商。
拉曼分析测试技术PPT课件
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27
C）SiC 晶型分布
-25 000
-20 000
-15 000
-10 000
-5 000
Y (祄)
0
5 000
10 000
15 000
20 000 25 000
2000 祄
-20 000
-10 000
0 X (祄)
10 000
20 000
图5-3 SiC 晶型分布图
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图5-4 不同波长激发波测得的不 同深度的Si薄膜的拉曼光谱图
在制备非晶硅或多晶硅薄过程中， 不同深度处的晶化程度可能不同。利 用不同波长激光在样品中穿透深度不 同，得到各深度层的信息。该样品表 面为多晶硅，往深度方向晶化程度降 低，逐渐变为非晶硅。
第28页/共32页
29
5-2 定量分析
a）蓝宝石衬底上的GaN的应力分布
三原子分子情况——三种振动模式：对称伸缩、弯曲变形 和不对称伸缩。
H2O
CO2
图3-3 三原子分子情况下三种振动模式图
11
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12
4、拉曼光谱仪
4-1 拉曼光谱仪测量原理
探测器
光栅
滤光片
激光
样品
图4-1 拉曼光谱仪测量基本原理示意图
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13
激光Raman光谱仪 激光光源：He-Ne激光器，波长632.8nm；
• 得到更好的横向 分辨率 (<1µm)
图4-8 普通显微镜效果
图4-9
针孔共焦显微镜效果
• 有效地减少荧光 干扰
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21
4）激发波长问题 一般情况，拉曼光谱是不随
拉曼光谱-PPT(精)
红外光谱与Raman光谱比较
② 不同之处：
a 红外光谱的入射光及检测光都是红外光，而拉曼光谱的入射光和散 射光大多是可见光。拉曼效应为散射过程，拉曼光谱为散射光谱， 红外光谱对应的是与某一吸收频率能量相等的（红外）光子被分 子吸收，因而红外光谱是吸收光谱。
b 机理不同：从分子结构性质变化的角度看，拉曼散射过程来源于分 子的诱导偶极矩，与分子极化率的变化相关。通常非极性分子及 基团的振动导致分子变形，引起极化率的变化，是拉曼活性的。 红外吸收过程与分子永久偶极矩的变化相关，一般极性分子及基 团的振动引起永久偶极矩的变化，故通常是红外活性的。
3060cm-1r-H) 1600,1587cm-1 c=c)苯环
1000cm-1 c-o-c
787 cm-1 环变形
多数的吸收光谱中，只具有二个基本参数(频率 和强度) ；
在激光拉曼光谱中还有一个重要的参数即退偏振 比(也可称为去偏振度)。
由于激光是线偏振光，而大多数的有机分子是各向异 性的，在不同方向上的分子被入射光电场极化程度是 不同的。
Raman散射 h
交换；
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）
基本原理
Raman散射
E1 + h0
Raman散射的两种跃迁 E2 + h0
能量差： E=h(0 - )
拉曼散射效应的进展：
拉曼散射效应是印度物理学家拉曼（C.V.Raman）于1928年首次发 现的，本人也因此荣获1930年的诺贝尔物理学奖。
1928~1940年，受到广泛的重视，曾是研究分子结构的主要手段。 这是因为可见光分光技术和照相感光技术已经发展起来的缘故；
显微共焦拉曼光谱 ppt课件
Focal volume (cylindrical) Baldwin, Batchelder, Webster: “Raman Microscopy: Confocal and Scanning Near-Field“, in: Handbook of Raman Spectroscopy 显微共焦拉曼光谱
发光（荧光）的抑制和消除
在拉曼光谱测试中，往往会遇到荧光 的干扰，由于拉曼散射光极弱，所以一旦 样品或杂质产生荧光，拉曼光谱就会被荧 光所淹没。
通常荧光来自样品中的杂质，但有的样 品本身也可发生荧光，常用抑制或消除萤 光的方法有以下几种:
显微共焦拉曼光谱
ZrO2样品不同温度焙烧后的可见 拉曼光谱图和XRD图谱
Intensity
m
m
m
mm
mm m tt
t
700oC 500oC 400oC
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Raman shift / cm-1
显微共焦拉曼光谱
主要为四方 晶相
可见拉曼光谱 的结果和XRD 的结果非常相
Confocal Raman Microspectroscopy
Principle of Confocal Microscopy and Depth Discrimination:
Barbillat, Dhamelincourt, Delhaye, Da Silva, J显. R微a共ma焦n拉Sp曼e光ctr谱osc. 1994, 25, 3-11.
Barbillat, Dhamelincourt, Delhaye, Da Silva,
J. Raman Spectrosc. 1994, 25, 3-11.
发光（荧光）的抑制和消除
在拉曼光谱测试中，往往会遇到荧光 的干扰，由于拉曼散射光极弱，所以一旦 样品或杂质产生荧光，拉曼光谱就会被荧 光所淹没。
通常荧光来自样品中的杂质，但有的样 品本身也可发生荧光，常用抑制或消除萤 光的方法有以下几种:
显微共焦拉曼光谱
ZrO2样品不同温度焙烧后的可见 拉曼光谱图和XRD图谱
Intensity
m
m
m
mm
mm m tt
t
700oC 500oC 400oC
100 200 300 400 500 600 700 800 900
Raman shift / cm-1
显微共焦拉曼光谱
主要为四方 晶相
可见拉曼光谱 的结果和XRD 的结果非常相
Confocal Raman Microspectroscopy
Principle of Confocal Microscopy and Depth Discrimination:
Barbillat, Dhamelincourt, Delhaye, Da Silva, J显. R微a共ma焦n拉Sp曼e光ctr谱osc. 1994, 25, 3-11.
Barbillat, Dhamelincourt, Delhaye, Da Silva,
J. Raman Spectrosc. 1994, 25, 3-11.
共聚焦拉曼光谱仪ppt课件
◆拉曼光谱系统的组成和任务原理 ◆拉曼光谱仪的操作
激光器〔514.5nm〕 样品台 光路系统 探测器 计算机控制部分
标本 物镜
针孔
狭缝 E4
1.氩离子激光器；2.激光衰减器；3.物镜〔凸透镜〕；4.反射镜；5.全息滤光片 (全息陷 波滤波器)；6.光学显微镜；7.机械平台；8.半波片；9.偏振片；10.狭缝；11.等边棱镜； 12.衍射光栅 (反射光栅)；D检测器 (紫外/可见加强型CCD)；14.尼克尔棱镜；15. 衍射光栅。
1.灵敏度高 2.快速分析，鉴别各种资料的特性与构造 3.微量样品分析，样品可小于2微米 4.对样品无接触，无损伤，样品无需制备 5.适宜黑色和含水样品 6.高、低温及高压丈量 7.光谱成像快速、简便，分辨率高 8.仪器稳定，体积适中，维护本钱低，运用
简单。
由于拉曼信号搜集的主要困难在于与激光 同频率的瑞利散射比拉曼散射要强10 个数量 级以上,而拉曼峰又离激光很近。这种窄带的 陷波滤光片(Notch) 的特点是,能针对性地将以 激光波长为中心的几个纳米的波长范围内的瑞 利散射光能量有效地滤除达5到6 个数量级之 多,而让该波长范围之外的光信号顺利经过
校准硅片 首先采用自然光并调理样品台聚 焦，直到视野中看到明晰的正八边形为止。 改用激光丈量硅片的拉曼信号，拟合并查看 峰位能否为520±0.02cm-1 ,如不是那么用软 件调理校准直到丈量信号在520±0.02cm-1 。
丈量 反复上述聚焦步骤并设置相应参数开场 丈量样品。
共聚焦拉曼光谱仪的特点:
传统的共焦光路的设计有一个针孔,作为 空间Байду номын сангаас波器。而Renishaw运用新的共焦设计经 过狭缝对焦平面的一维限制和经过对最终在
CCD 上的读取信号时对另一维度的信号的限制 ,同样到达选择样品上相应的小体积的信号。 其共焦效果:完全可以到达横向小于1μm ,深度 分辨率约2μm 的空间分辨率。并且由于这样 的光路比针孔式(pinhole) 共焦光路中少两透镜 一个针孔,信号损失减少。
激光器〔514.5nm〕 样品台 光路系统 探测器 计算机控制部分
标本 物镜
针孔
狭缝 E4
1.氩离子激光器；2.激光衰减器；3.物镜〔凸透镜〕；4.反射镜；5.全息滤光片 (全息陷 波滤波器)；6.光学显微镜；7.机械平台；8.半波片；9.偏振片；10.狭缝；11.等边棱镜； 12.衍射光栅 (反射光栅)；D检测器 (紫外/可见加强型CCD)；14.尼克尔棱镜；15. 衍射光栅。
1.灵敏度高 2.快速分析，鉴别各种资料的特性与构造 3.微量样品分析，样品可小于2微米 4.对样品无接触，无损伤，样品无需制备 5.适宜黑色和含水样品 6.高、低温及高压丈量 7.光谱成像快速、简便，分辨率高 8.仪器稳定，体积适中，维护本钱低，运用
简单。
由于拉曼信号搜集的主要困难在于与激光 同频率的瑞利散射比拉曼散射要强10 个数量 级以上,而拉曼峰又离激光很近。这种窄带的 陷波滤光片(Notch) 的特点是,能针对性地将以 激光波长为中心的几个纳米的波长范围内的瑞 利散射光能量有效地滤除达5到6 个数量级之 多,而让该波长范围之外的光信号顺利经过
校准硅片 首先采用自然光并调理样品台聚 焦，直到视野中看到明晰的正八边形为止。 改用激光丈量硅片的拉曼信号，拟合并查看 峰位能否为520±0.02cm-1 ,如不是那么用软 件调理校准直到丈量信号在520±0.02cm-1 。
丈量 反复上述聚焦步骤并设置相应参数开场 丈量样品。
共聚焦拉曼光谱仪的特点:
传统的共焦光路的设计有一个针孔,作为 空间Байду номын сангаас波器。而Renishaw运用新的共焦设计经 过狭缝对焦平面的一维限制和经过对最终在
CCD 上的读取信号时对另一维度的信号的限制 ,同样到达选择样品上相应的小体积的信号。 其共焦效果:完全可以到达横向小于1μm ,深度 分辨率约2μm 的空间分辨率。并且由于这样 的光路比针孔式(pinhole) 共焦光路中少两透镜 一个针孔,信号损失减少。
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It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
3、显微镜厂家原装透射、反射照明。附送备用照明灯2个。
4、自动XYZ平台，最小步长不大于0.1 um，可进行分散的多点、 线、面扫描和共焦深度的扫描。系统软件能帮助自动聚焦。系 统无反向间隙，能保证位置原始点的良好重复性。
5、采用真共焦光路设计，空间分辨率方面，100X物镜下，xy 分辨率 <= 1 um ，z轴方向分辨率<= 2微米，共焦深度连续可 调。
4、为适应不同样品测量要求以及防止激光功率过高烧坏样品， 要求激光输出功率可调。同时，激光光斑尺寸可调。
共焦显微镜
1、专业的高端科研型显微镜，10X原装目镜，20X、50X、100X、 长焦50X物镜， 包括可同时安装5个镜头的镜头架。其中长焦 50X的焦距都要求大于或接近10mm。
2、彩色摄像机。
操作步骤
1、打开电脑。 2、开机：插上电源插头，将Laser至On，长按power打开仪器，power蓝色灯亮。 3、打开OMNIC软件，点击实验设置，在光学台下打开激光，激光预热，预热完毕后，出现对话框，点击 休息两次，此时激光灯亮，点击实验设置中ok，实验设置完毕。 4、准直聚焦：如果仪器换激光器，如532nm换成780nm或仪器移动需做准直，方法选择10倍物镜，然后 22目观察，在x轴和y轴方向上移动光学台，旋动至黄色小光斑在十字交叉处。 5、校准仪器（检查光斑是否在中心）：如果光斑不在中心，可以通过移动光学台，使光斑在中心。 6、采集样品，采集完成后，点击文件另存为，在图谱文件CVS下保存，采样完成。 7、关机：点击实验设置，在光学台下关闭激光，将Laser至off，长按power关闭仪器，power熄灭，拔 下电源插头，关闭OMNIC软件，关闭电脑。
激光共聚焦显微拉曼光谱仪
分析测试中心
光学平台
不是凸起，是专用的光学平台，哪些看起 来颗粒一样的是螺丝孔，M6的内螺纹，可以将 光学元件固定在上面。平台一般很重，不锈钢 质地，总体质量500公斤左右。因为光学需要 稳定，所以一般都得用这个才能保证光路稳定
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
激光共聚焦Байду номын сангаас微拉曼光谱仪
仪器组成
激光器 共焦显微镜
样品室 单色器 检测记录系统
计算机
激光器
1、配置532nm半导体高功率激光器，激光输出功率要求不小于 50mW。
2、使用两片长寿命Edge瑞利滤光片和一片用于去除等 离子线的干涉滤光片，仪器阻挡激光瑞利散射水平高。
3、相应波长的激光等离子滤光片（干涉滤光片），在 全扫描范围（100-4000波数）内，无等离子线。
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
3、显微镜厂家原装透射、反射照明。附送备用照明灯2个。
4、自动XYZ平台，最小步长不大于0.1 um，可进行分散的多点、 线、面扫描和共焦深度的扫描。系统软件能帮助自动聚焦。系 统无反向间隙，能保证位置原始点的良好重复性。
5、采用真共焦光路设计，空间分辨率方面，100X物镜下，xy 分辨率 <= 1 um ，z轴方向分辨率<= 2微米，共焦深度连续可 调。
4、为适应不同样品测量要求以及防止激光功率过高烧坏样品， 要求激光输出功率可调。同时，激光光斑尺寸可调。
共焦显微镜
1、专业的高端科研型显微镜，10X原装目镜，20X、50X、100X、 长焦50X物镜， 包括可同时安装5个镜头的镜头架。其中长焦 50X的焦距都要求大于或接近10mm。
2、彩色摄像机。
操作步骤
1、打开电脑。 2、开机：插上电源插头，将Laser至On，长按power打开仪器，power蓝色灯亮。 3、打开OMNIC软件，点击实验设置，在光学台下打开激光，激光预热，预热完毕后，出现对话框，点击 休息两次，此时激光灯亮，点击实验设置中ok，实验设置完毕。 4、准直聚焦：如果仪器换激光器，如532nm换成780nm或仪器移动需做准直，方法选择10倍物镜，然后 22目观察，在x轴和y轴方向上移动光学台，旋动至黄色小光斑在十字交叉处。 5、校准仪器（检查光斑是否在中心）：如果光斑不在中心，可以通过移动光学台，使光斑在中心。 6、采集样品，采集完成后，点击文件另存为，在图谱文件CVS下保存，采样完成。 7、关机：点击实验设置，在光学台下关闭激光，将Laser至off，长按power关闭仪器，power熄灭，拔 下电源插头，关闭OMNIC软件，关闭电脑。
激光共聚焦显微拉曼光谱仪
分析测试中心
光学平台
不是凸起，是专用的光学平台，哪些看起 来颗粒一样的是螺丝孔，M6的内螺纹，可以将 光学元件固定在上面。平台一般很重，不锈钢 质地，总体质量500公斤左右。因为光学需要 稳定，所以一般都得用这个才能保证光路稳定
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
激光共聚焦Байду номын сангаас微拉曼光谱仪
仪器组成
激光器 共焦显微镜
样品室 单色器 检测记录系统
计算机
激光器
1、配置532nm半导体高功率激光器，激光输出功率要求不小于 50mW。
2、使用两片长寿命Edge瑞利滤光片和一片用于去除等 离子线的干涉滤光片，仪器阻挡激光瑞利散射水平高。
3、相应波长的激光等离子滤光片（干涉滤光片），在 全扫描范围（100-4000波数）内，无等离子线。