谁还没被《挽救计划》里的光谱高能名场面狠狠圈粉！

一部科幻电影，让原本小众的光谱分析技术成功出圈，无数人惊叹：原来一束光，真的能破解未知危机、拯救整个星球。而在我们日常的科研实验、材料检测、成分分析工作中，就有这样一项「科幻照进现实」的神器——拉曼光谱。

它不用繁琐的样品预处理、不会损伤珍贵样本，像给物质做无创透视，轻松识别成分、分辨结构、锁定晶型，被科研人亲切称为材料界的万能透视眼。

不管你是刚入门的科研新手，还是想进阶学习高阶联用技术的行业从业者，敬请关注《走进拉曼的世界》专栏系列连载，带你从零到一吃透拉曼光谱，避开认知误区，解锁这项硬核又实用的分析技术，看完就能用在实验与检测工作中。

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第一期：拉曼光谱：材料分析的“化学指纹”

导语

欢迎来到《走进拉曼的世界》专栏第一期。我们将从拉曼光谱的核心原理出发，带你认识这项被誉为“材料化学指纹”的无损分析技术，为后续理解高速成像、多模态联用等前沿技术打下基础。

走进拉曼光谱

什么是拉曼光谱？

拉曼光谱是一种振动光谱，能够提供化学和结构信息，帮助我们深入理解材料世界。

现代拉曼光谱仪利用激光光束对样品进行探测，因此通常具备非接触、无损伤的优势。

从材料散射出来的大部分光是弹性散射，能量保持不变，这种现象称为瑞利散射。相反，当入射光发生非弹性散射时，就会产生拉曼散射。拉曼光谱技术通过测量非弹性散射光，帮助我们深入了解材料内部的原子和化学键信息。

01、我们能从拉曼光谱中获取哪些信息？

拉曼光谱分析广泛应用于化学物质的鉴定与区分，有时需要借助光谱数据库进行比对（图1）。

拉曼光谱具有高度特异性，甚至能够区分同一化学物质的不同晶型（图2）。因此，在材料分析中，拉曼光谱可被视为独一无二的“化学指纹”。

深入观察拉曼光谱，可以发现蕴含分子振动和晶格振动信息的特征谱带。这些振动对化学成分和晶体结构的变化极为敏感，因此能够帮助识别样品中的细微差异。通过对拉曼谱带的峰高、峰宽及峰位变化进行量化分析，可以进一步确定材料特性。例如，聚乙烯的拉曼光谱会因结晶度不同而发生变化（图3）。

02、创新型显微拉曼光谱技术

自1928年C.V. Raman爵士首次发现拉曼效应以来，拉曼光谱仪器技术已取得长足发展 - 从肉眼观察，到汞弧灯引入，再到石英光谱仪。

而20世纪60年代，激光与CCD探测器的发明则彻底革新了拉曼光谱技术！强度高、单色性好的光源以及高灵敏度探测器的出现，使现代拉曼仪器即使在极少量样品上也能实现高通量的常规分析。

雷尼绍inVia™共焦显微拉曼光谱仪就是现代拉曼仪器的代表，在本专栏的系列连载中我们将以此为例阐释现代技术在拉曼仪器中的应用。

让我们先来了解这款色散型拉曼光谱仪的关键部件，以便后续更轻松地解锁拉曼光谱知识吧！

下载inVia共焦显微拉曼光谱仪

单个或多个激光器

凭借丰富的激光波长选择可轻松分析有色或荧光样品，同时可利用共振效应增强特定振动模式。

显微镜物镜，用于将光精确聚焦到样品上

科研级显微拉曼光谱仪应具备高空间分辨率，通常接近理论衍射极限。

电动光学元件，

实现激光波长间的全自动切换

使用科研级显微拉曼光谱仪，无需手动准直任何光学元件，全电动设计还支持通过网络连接实现远程操控。

瑞利滤光片，确保光谱仪仅采集拉曼散射光

拉曼效应非常微弱；仅大约千万分之一的散射光会因为频移而发生颜色变化。高品质瑞利滤光片可有效阻挡强激光，防止高灵敏度CCD探测器信号饱和。

衍射光栅，用于将光分开成不同组成颜色

采用高色散光栅并配备光栅尺运动平台，确保狭窄拉曼谱带的解析精确且可重复。

热电冷却 (-70℃) CCD探测器，

用于检测拉曼散射光

雷尼绍Centrus探测器响应快速、灵敏度高且稳定，每秒最高可采集1,500张拉曼光谱。

光谱分析软件，用于自动化系统控制、

数据采集与分析。 

全自动化光谱仪操作简便，使实验室日常工作轻松高效。