微型拉曼光譜儀的核心在于拉曼散射效應(yīng)。當(dāng)激光照射到樣品表面時(shí)，絕大多數(shù)光子發(fā)生彈性散射，頻率保持不變；僅有極少量光子與分子發(fā)生非彈性碰撞，能量發(fā)生交換，導(dǎo)致散射光的頻率產(chǎn)生偏移。這一頻率偏移量被稱為拉曼位移，它只與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)，與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。因此，每種物質(zhì)都擁有的拉曼光譜，如同分子的"指紋"，可用于快速定性鑒定與結(jié)構(gòu)分析。與紅外光譜相比，拉曼光譜對(duì)非極性鍵更加敏感，且不受水的干擾，適用范圍更廣。
光路結(jié)構(gòu)上，微型拉曼光譜儀多采用Czerny-Turner型光柵分光結(jié)構(gòu)，將各功能模塊高度集成于小巧機(jī)身中。其光路主要由五部分組成：激光光源發(fā)出單色激發(fā)光，經(jīng)聚焦后照射樣品；樣品產(chǎn)生的拉曼散射光被收集透鏡匯聚；隨后通過(guò)陷波濾光片濾除強(qiáng)度遠(yuǎn)高于拉曼信號(hào)的瑞利散射光；再經(jīng)光柵分光系統(tǒng)將不同頻率的散射光展開(kāi)；最終由探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)化為光譜信號(hào)。單光柵方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積更小，雙光柵方案則在分辨率上更具優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)者需在體積、分辨率與光譜范圍之間做出權(quán)衡。
微型化的本質(zhì)，是通過(guò)精密光學(xué)設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)臺(tái)式拉曼的分析能力濃縮進(jìn)便攜機(jī)身，使其能夠走出實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
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更新時(shí)間：2026-05-15
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