显微共焦拉曼光谱演示文稿

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拉曼光谱原理和图解PPT教案

物质总量
e.g. thickness of transparent coating
拉曼光谱的特点和主要困难
拉曼散射信号弱（比荧光光谱平均小2－3数量级）。激光激发强。拉曼信号频率离激光频率很近。激光瑞利散射比拉曼信号强1010－1014，对拉曼信号干扰很大。拉曼光谱仪器的设计，必须能排除瑞利散射光，并具有高灵敏度（体现在弱信号
NEW OLD
数字化显微共焦系统专利技术
共焦应用:高分子样品的深度分布
Sample
2 µm thick polyethylene (PE) film
Thick polypropylene(PP) substrate
Laser
633 nm HeNe
数字化显微共焦系统专利技术
Conditions
High spatial resolution:
品等尤其有用)
Non-destructive analysis:
无损分析
几乎不用样品制备
Almost no sample preparation:
所须样品量少
Very small amount of sample:微
指纹性振动谱
Characteristic vibrational spectrum:
数字化显微共焦系统专利技术
优势 5. 数字化显微共焦系统专利技术
受专利保护的最新的显微共焦系统技术，无需调节针孔，并可连续调节共焦深度，大大提高了仪器的光通量和稳定性。
数字化显微共焦系统专利技术
共焦原理 Non-confocal
Confocal
数字化显微共焦系统专利技术
实现共焦的两种方式
高灵敏度
在Renishaw inVia拉曼光谱仪上测得的硅的三阶与四阶声子模的拉曼峰。

激光显微共聚焦拉曼光谱

激光显微共聚焦拉曼光谱激光显微共聚焦拉曼光谱技术（Confocal Raman Microspectroscopy，CRS）是一种非侵入性、无需标记的成像技术，可以利用激光来获取材料的化学信息和结构信息。

本文将从技术原理、仪器构造和应用领域等方面详细介绍激光显微共聚焦拉曼光谱技术。

第一部分：技术原理激光显微共聚焦拉曼光谱技术结合了显微成像和拉曼光谱技术。

首先，使用激光来照射样品，激发样品中分子的振动模式产生拉曼散射光。

然后，收集和分析样品中散射光的拉曼光谱。

拉曼光谱是一种通过测量由样品散射的光的频移来获得材料的化学信息的技术。

在拉曼光谱中，散射光的频移与样品分子的振动模式有关，可以提供关于分子结构、化学键和晶体结构等信息。

共聚焦成像技术用于克服拉曼光谱技术的分辨率限制。

传统的显微镜成像受到衍射极限的限制，分辨率无法超过几百纳米。

共聚焦显微镜利用光斑的缩小和光学孔径的有效利用来提高分辨率。

通过选取适当的光斑和孔径，可以将成像分辨率提高到亚微米乃至纳米级别。

第二部分：仪器构造激光显微共聚焦拉曼光谱仪主要由激光器、激光束分离器、物镜、共聚焦成像系统和光谱仪等组成。

激光器是仪器的电源，产生可以用于激发样品的激光束。

激光束分离器用于将激光束分成两部分，一部分用于激发样品，另一部分用于共聚焦显微成像。

物镜是共聚焦成像系统的核心部分，通过聚焦样品上的激光光斑来获取高分辨率的成像。

共聚焦显微成像系统通过探测光斑的反射光或透射光来构建样品的显微图像。

光谱仪用于分析样品中散射光的拉曼光谱。

第三部分：应用领域激光显微共聚焦拉曼光谱技术在材料科学、生物医药、环境监测等领域都有广泛的应用。

以下列举几个典型的应用案例。

1. 材料科学：激光显微共聚焦拉曼光谱能够提供材料的化学成分和结构信息，可以用于材料的鉴定和表征，如纳米材料、涂层薄膜、纤维材料等。

2. 生物医药：激光显微共聚焦拉曼光谱技术可以用于细胞和组织的非侵入性成像，提供关于细胞结构、代谢过程和疾病诊断的信息，如肿瘤的早期诊断和药物递送系统的评价等。

拉曼光谱分析技术ppt课件精选全文完整版

拉曼发明的拉曼光谱仪
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
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；
1940~1960年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（约为入射光强的10-6），并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到40年代中期，红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应的得到或失去了一个振动量子的能量。
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
(1)拉曼光谱是一个散射过程，因而任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照射到，就可直接用来测量。由于激光束的直径较小，且可进一步聚焦，因而极微量样品都可测量。
(2)水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。但水的拉曼散射却极微弱，因而水溶液样品可直接进行测量，这对生物大分子的研究非常有利。
1.3 几种重要的拉曼光谱分析技术
1、单道检测的拉曼光谱分析技术 2、以CCD为代表的多通道探测器用于拉
曼光谱的检测仪的分析技术 3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光
谱分析技术 4、共振拉曼光谱分析技术 5、表面增强拉曼效应分析技术
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益

horiba显微共焦拉曼光谱操作流程

horiba显微共焦拉曼光谱操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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显微共焦拉曼光谱演示文稿

第十八页，共33页。
Confocal Raman Microspectroscopy
Principle of Confocal Microscopy and Depth Discrimination:
Barbillat, Dhamelincourt, Delhaye, Da Silva, J. Raman Spectrosc. 1994, 25, 3-11.
第四页，共33页。
从拉曼光谱获取的信息
characteristic Raman peak
changes in frequency of Raman peak
width of Raman peak
polarization of Raman peak
Composition and structure of material
Visible Laser X-ray
Visible Raman Scattering XRD
Amorphous Zr(OH)4 Tetragonal ZrO2
紫外拉曼光谱与XRD，可见拉曼光谱结果的不同表明氧化锆四方相到单斜相的相变首先是从表面开始，接着逐步发展到体相。
Monoclinic ZrO2
第二十三页，共33页。
ZrO2 的晶相结构
monoclinic
tetragonal
cubic
Temperature for phase transformation
m-ZrO2 t-ZrO2
t-ZrO2
c- ZrO2
Melting point
950-1200oC 2370oC
2500-2600oC
第十九页，共33页。
Confocal Raman Microspectroscopy

Raman拉曼光谱--ppt课件

20世纪60年代起,随着激光技术的飞速发展,引入新型激光作为激发光源,使得拉曼光谱技术
获得迅速发展(激光拉曼光谱).
相继出现了一些新的拉曼光谱技术,如共振拉曼光谱法,表面增强拉曼光谱法,非线性拉曼光谱法,快速扫描拉曼光谱法等.目前拉曼光谱技术已在化学化工,半导体电子,聚合物,生物医学,环境科学等各领域得到广泛应用.
● C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。
● 醇和烷烃的拉曼光谱是相似的：I. C-O键与C-C键的力常数或键的强度没有很大差别。II. 羟基和甲基的质量仅相差 2单位。 III.与C-H谱带比较，O-H拉曼谱带较弱。
ppt课件
26
举例1：
C-H弯曲
ppt课件
27
举例2：乙炔的红外和拉曼光谱
Asymmetric C-H Stretch
ppt课件
15
第四节拉曼光谱与红外光谱的比较
拉曼光谱与红外光谱均起源于分子的振动和转动。但产生两种光谱的机理有本质的区别。红外光谱是分子对红外光源的吸收所产生的光谱，拉曼光谱是分子对可见光（在FT-Raman中可选用近红外光）的散射所产生的光谱。
同一振动模的拉曼位移和红外吸收光谱的频率是一致的。用相对于瑞利线的位移表示的拉曼光谱波数与红外光谱的波数相一致。
瑞利散射: 弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向；频率不发生改变的辐射散射(u=u0)；强度与l0的四次方成反比
拉曼散射：非弹性碰撞；方向改变且有能量交换；频率发生改变的辐射散射(u=u0△u)
ppt课件
光的散射
8
光的散射
λ
拉
曼
λ
增大
减小
λ
散射
变
样透过光λ不变

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。

激光共焦显微拉曼光谱分析

激光共焦显微拉曼光谱分析拉曼散射是印度科学家拉曼(Raman)，在1928年发觉的，拉曼光谱因而得名。

光和介质分子互相作用时会引起介质分子做受迫振动从而产生散射光，其中大部簇拥射光的频率和入射光的频率相同，这种散射被称为瑞利散射，英国物理学家瑞利曾于1899年对其举行了具体的讨论。

在散射光中，还有一部簇拥射光的频率和入射光的频率不同。

拉曼在他的试验室里用一个大透镜将太阳光聚焦到一瓶的溶液中，经过滤光的太阳光展现蓝色，但是当光束再次进入溶液后，除了入射的蓝光之外，拉曼还观看到了很微弱的绿光，拉曼认为这是光与溶剂分子互相作用产生的一种新频率的光谱线。

由于这一重大发觉，拉曼于1930年荣获诺贝尔物理学奖。

拉曼光谱得到的是物质的分子振动和转动光谱，是物质的指纹性信息，因此拉曼光谱可以作为认证物质和分析物质成分的一种有力工具。

而且拉曼峰的频率对物质结构的极小变幻十分敏感，所以也常通过对拉曼峰的极小变幻的观看，来讨论在某些特定条件下，如转变温度、压力和掺杂特性等，所引起的物质结构的变幻，从而间接推出材料不同部分微观上的环境因素的信息，如应力分布等。

拉曼光谱技术具有无数优点：光谱的信息量大，谱图易辨认，特征峰显然；对样品无接触，无损伤；样品无须制备；能够迅速分析、鉴别各种材料的特性与结构；激光拉曼光谱仪的显微共焦功能可做微区微量以及分层材料的分析(lum左右光斑)；能适合黑色和含水样品以及凹凸温柔高压条件下测量；此外，拉曼光谱仪用法容易，稳固而且体积适中，维护成本也相对较低。

激光拉曼光谱是激光光谱学中的一个重要分支，应用非常广泛。

在化学方面可应用于有机化学、无机化学、生物化学、石油化工、高分子化学、催化和环境科学、分子鉴定、分子结构等讨论；在物理学方面可以应用于进展新型激光器、产生超短脉冲、分子瞬态寿命讨论等，此外在相干时光、固体能谱方面也有极其广泛的应用。

一.基本原理入射光与物质互相作用时除了发生反射、汲取、透射以及放射等光学现象外，还会发生物质对光的散射作用。

《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。

激光共焦显微拉曼光谱分析

第五篇光谱分析第四章拉曼光谱分析——激光显微共焦拉曼光谱仪拉曼散射是印度科学家Raman 在1928年发现的，拉曼光谱因之得名。

光和媒质分子相互作用时引起每个分子作受迫振动从而产生散射光，散射光的频率一般和入射光的频率相同，这种散射称为瑞利散射，由英国物理学家瑞利于1899年进行了研究。

但当拉曼在他的实验室里用一个大透镜将太阳光聚焦到一瓶苯的溶液中，经色散分光过滤后的太阳光呈蓝色，但是当光束进入溶液之后，除了入射的蓝光之外，拉曼还观察到了很微弱的绿光。

拉曼认为这是光与分子相互作用而产生的一种新频率的光谱带。

因为这一重大发现，拉曼于1930年获诺贝尔物理学奖。

拉曼光谱得到的是物质分子的振动光谱，是物质的指纹性信息，即每一种物都有自己特征拉曼谱图，因此拉曼光谱是认证物质和分析成分的有力工具。

而且拉曼峰的频率（或波数）对物质结构的微小变化非常敏感，所以也常通过对拉曼峰的微小变化的观察，来研究在一些条件下，比如温度、压力、掺杂等，所引起的物质结构变化，以及间接推出材料不同部分微观上的环境因素的信息，如应力分布等。

拉曼光谱技术的优点：光谱的信息量大，谱图易辨认，特征峰明显；对样品无接触，无损伤；样品无需进一步处理；快速分析，鉴别各种材料的特性与结构；由于激光拉曼光谱仪还带有显微共焦功能，故又称激光显微共焦拉曼光谱仪，可做微区微量以及分层材料的分析（1微米左右光斑）；高空间分辨率对地质的包裹体尤其有用；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。

激光拉曼光谱是激光光谱学中的一个重要分支，应用十分广泛。

如在化学方面应用于有机和无机分析化学、生物化学、石油化工、高分子化学、催化和环境科学、分子鉴定、分子结构等研究；在物理学方面应用于发展新型激光器、产生超短脉冲、分子瞬态寿命研究等，此外在相干时间、固体能谱方面也有广泛的应用。

一、基本原理当波数为（频率为）的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分被散射。

第八讲拉曼光谱分析演示文稿

第三十三页，共57页。
有机化学应用
在有机化学中主要应用于特殊结构或特征基团的研究。
第三十四页，共57页。
材料科学应用
在固体材料中拉曼激活的机制很多，反映的范围也很广：如分子振动，各种元激发（电子，声子，等离子体等），杂质，缺陷等
晶相结构，颗粒大小，薄膜厚度，固相反应，细微结构分析，催化剂等方面
第三十五页，共57页。
新型陶瓷材料
ZrO2是高性能陶瓷材料
可以作为固体电解质
热稳定性差掺杂可以提高其稳定性和导电性能
第三十六页，共57页。
非晶态结构研究
第三十七页，共57页。
晶态结构研究
晶态结构不同，不仅影响晶格振动变化，还存在声子色散等现象发生，从而产生变化
第三十八页，共57页。
表面增强拉曼光谱
利用粗糙表面的作用，使表面分子发生共振，大大提高其拉曼散射的强度，可以使表面检测灵敏度大幅度提高
如纳米Ag，Au胶颗粒吸附染料或有机物质，其检测灵敏度可以提高105～109量级。可以作为免疫检测器。
第二十九页，共57页。
紫外拉曼光谱
为了避免普通拉曼光谱的荧光作用，使用波长较短的紫外激光光源，可以使产生的荧光与散射分开，从而获得拉曼信息。适合于荧光背景高的样品如催化剂，纳米材料以及生物材料的分析。
Ethylene is out of this rule
第十五页，共57页。
激光拉曼光谱仪
共性分子结构测定，同属振动光谱
各自特色
中红外光谱
拉曼光谱
生物、有机材料为主对极性键敏感需简单制样光谱范围：400-4000cm-1
无机、有机、生物材料对非极性键敏感无需制样
光谱范围：5-4000cm-1

拉曼光谱原理及应用--ppt课件

Scattering)
➢ 试样吸附在金属表面上，增103～106 ➢ 表面与共振联用检测限10-9～1012 mol/L
表面增强拉曼(SERS)简介
• 什么是表面增强?
SERS 效应是在激发区域内，由于样品表面或近表面的电磁场的增强导致的拉曼散射信号极大的增强。
• 怎么得到表面增强?
远小于激发波长的金属颗粒(Au, Ag)会使电磁场增
二. 拉曼(Raman)光谱基本原理
拉曼光谱是研究分子和光相互作用的散射光的频率
散射光
0
入射光
0
透射光
散射是光子与分子发生碰撞的结果
Rayleigh散射：弹性碰撞；无
能量交换，仅改变方向； Raman散射：
非弹性碰撞；方向改变且有能量交换；
激发虚态
h(0 - )
E1 + h0
E0 + h0 h0
i = o- (cm-1)
225050 00
30030 000
3500 3500
拉曼光谱与分子极化率的关系
分子在静电场E中，极化感应偶极距p
p＝ αE α为极化率
• 诱导偶极矩与外电场的强度之比为分子极化率
• 分子中两原子距离最大时，α也最大 • 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
拉曼光谱的特征
由拉曼光谱可以获得有机化合物的各种结构信息：
1 同种分子的非极性键S-S，C=C，N=N，CC产生强拉曼谱带，随单键双键三键谱带强度增加。
2 红外光谱中，由C N，C=S，S-H伸缩振动产生的谱带一般较弱或强度可变，而在拉曼光谱中则是强谱带。
3 环状化合物的对称呼吸振动常常是最强的拉曼谱带。
4 在拉曼光谱中，X=Y=Z，C=N=C，O=C=O-这类键的对称伸缩振动是强谱带，反这类键的对称伸缩振动是弱谱带。红外光谱与此相反。

拉曼分析测试技术PPT课件

第26页/共32页
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
第27页/共32页
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
第11页/共32页
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
第12页/共32页
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
第20页/共32页
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；