拉曼专用光谱仪的计量特性和校准方法

拉曼专用光谱仪的计量特性和校准方法

拉曼光谱是一种散射光谱，反映了被激发分子的振动、转动等方面信息，是一种快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析技术。拉曼专用光谱仪分析技术具有可适应各种试样形态、试样准备简便、可精确定位分析、可定量或半定量测定等优点，在基础医学、前沿生命科学、材料科学、刑侦、法庭科学等领域具有广泛的应用。拉曼专用光谱仪的主要技术指标包括光谱分辨率、光谱重复性、频移和相对强度准确性等，这些参数共同决定了拉曼专用光谱仪在鉴别物质时的准确性和测定含量时的准确度。　　拉曼专用光谱仪的计量参数包括光谱分辨率、光谱重复性、频移和相对强度，前三个技术指标均对应于光谱信号曲线的横轴，相对强度对应于纵轴。　　对于光谱分辨率，用绝对波数与相对波数表示并无差异。氖灯可提供从可见到近红外范围内的多条谱线，其谱线波长值是自然基准，谱线理论宽度可忽略不计，可直接用于校准拉曼专用光谱仪的光谱分辨率。此外，低压原子谱线灯还具有廉价、能耗低、体积小、携带方便的优点。因此，本校准规范中采用原子谱线校准光谱分辨率的方法与ASTM一致。　　对于光谱重复性和频移，则采用单晶硅与低压原子谱线灯组合校准方法。单晶硅在常用的激光激发下，在520cm-1附近可发出稳定且强度高的拉曼信号，非常适合用于校准拉曼专用光谱仪的频移，配合低压原子谱线灯的众多原子谱线，可解决拉曼光谱仪大范围内的频移校准问题。　　相对强度需溯源至光谱辐射亮度基准。ASTM提到采用校准过的白光光源作为量值传递工具，校准拉曼专用光谱仪的相对强度。但白光光源的缺点是体积大，长时间使用稳定性欠佳，且需配备高精度电流源和精密电阻使用，测量过程复杂，更适合实验室内部量值传递使用，而不适合作为对外开展量值传递工作的标准器具。本校准规范中所采用的标准玻璃小巧轻便，在激光激发下产生稳定连续的光谱信号，更适用于拉曼专用光谱仪的日常校准。