ラマン分光法は、サンプル物質の化学構造、結晶化度、および相に関する詳細な情報を生成する非破壊分析技術です。 また、入射光の散乱に基づくさまざまな分子相互作用の調査にも使用できます。 レーザーは、その高強度と実用的な単色性により、ラマン散乱の光源として非常に価値があることが証明されています。 しかし、すべてのラマン分光法lasersが等しく作成されるわけではありません。
励起波長を考慮する
分子は通常、光源の波長と同じ波長でほとんどの入射レーザー光を散乱させます。 これはレイリー散乱として知られています。 ビームの非常に小さな部分（わずか0.0000001％）が異なる波長で散乱されます。 これはラマン散乱であり、分析物の化学構造への洞察を提供するのはこの比較的弱い現象です。
ラマン強度
ラマン散乱の強度は、励起波長に直接関係しています。 一般に、近赤外（NIR）領域の波長が長いラマン分光レーザーは、比較的弱い散乱信号と相関関係があります。 逆に、短い励起波長は通常、より強い信号を与えます。 紫外線（UV）励起チャネルは、たとえば、NIRレーザーのラマン強度よりも数桁大きいラマン強度を生成する場合があります。
励起波長に依存するラマン散乱は、NIRラマン分光レーザーが通常より長い取得時間とより多くの蓄積数を必要とすることを意味します。 これらの値のそれぞれは、可視および亜可視の励起チャネルを備えたレーザーで指数関数的に減少します。
ただし、UV-可視スペクトルでレーザー光によって励起された分子は、ラマン効果よりもはるかに強い蛍光を発することがよくあります。 これは蛍光バックグラウンドとして知られており、ラマン分光レーザー光源の一般的な問題点です。
蛍光バックグラウンド
バックグラウンド蛍光は、励起されたサンプル、基板、光学素子など、さまざまなソースから発生する可能性のある不要なノイズです。 蛍光は本質的に弱い信号をかき消し、特にバックグラウンド蛍光が検出器を飽和させる可能性があるより長い取得スキャンでは、明確なラマン・スペクトルを取得することを困難にします。
蛍光は、吸収に基づく固有のプロセスです。 紫外線領域と比較して可視領域で吸収する分子は少なくなります。同様に、可視光と比較して近赤外領域でも吸収されます。 その後、高蛍光バックグラウンドに悩まされることが知られているサンプルには、より長い波長のラマン分光レーザーが好まれます。 ただし、ラマン強度のトレード・オフは重要であるため、通常は妥協点があります。
典型的な励起波長
通常、サンプルの種類によって決定される短波または長波の励起信号を選択することには、利点と欠点があります。 高エネルギー・レーザーはサンプル材料に損傷を与える可能性がありますが、低エネルギー光源はより長い露光時間を必要とし、これは同様に損傷を与える可能性があります。 したがって、サンプルに損傷を与えることなく詳細なラマン・スペクトルを取得するために使用される最も一般的なレーザーは、532nmおよび785nmの光源です。
レーザーカンタムからのラマン分光光源
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