拉曼散射和荧光发射

拉曼散射和荧光发射是两个相互竞争的现象,具有相似的起源。一般来说,激光光子反射一个分子和失去一定量的能量,使分子振动(斯托克斯过程)。散射光子是因此更少的精力充沛和展品光频移相关联。有关的各种频率的变化与不同的分子振动引起频谱的特点是特定化合物。

相比之下,荧光或荧光发射是一个吸收的过程。为了更好的理解,可以参考下图。

喇曼散射

图1所示。各种lightscattering过程的机制。瑞利(一),(b) nonresonance拉曼,(c) pre-resonance拉曼,(d)共振喇曼共振荧光和荧光(e)放松。

虚拟州被视为解释喇曼散射。这与光子的相互作用与分子散射光子的再发射几乎同时发生。

这种虚拟的存在状态也解释了为什么non-resonance喇曼效应并不取决于激发波长,因为没有真正的国家参与这种互动机制。事实上,拉曼光谱通常并不依赖于激光激发。

共振荧光

然而,当激发光子的能量接近两个电子态之间的跃迁能,然后用共振拉曼交易或共振荧光(图1、案例(d))。这两个过程之间的基本区别是相关时间尺度,以及所谓的中间状态的性质。与共振荧光相比,放松荧光结果从光子的发射电子激发态的最低振动能级,直接吸收的光子和放松后的分子振动激发的电子态的最低振动能级的电子状态。荧光过程通常需要超过10⁹年代。相反,拉曼转换完成后在皮秒或更少。

清楚表明,这取决于激光波长、共振效应(拉曼、荧光),也可能不存在。如果激发光子没有提供足够的能量分子,所需的过渡产生荧光不会发生。然而,如果产生荧光,它往往比拉曼散射更强烈,隐藏拉曼特性。但是由于拉曼光谱往往比荧光信息,喇曼光谱学工作者不断寻找方法以避免荧光。

激光激发波长

避免荧光发射的一个方法是选择激光激发波长。对于大多数例子,选择近红外(NIR)或紫外激光波长可以避免激动人心的荧光。在第一种情况下,激光光子没有足够的能量来激发分子的荧光。在第二种情况下,荧光会兴奋,但发射能量广泛分离的拉曼信号,因此拉曼光谱可以记录没有荧光的干扰。

几个例子证明优化的影响荧光的激发波长发射如下所示。这些突出了'小心激光波长选择的重要性这些样品。

图2。被污染的聚合物。

图3。色素。

图4。工业乳胶。

有时,荧光可能来自杂质污染的样品或从一个包容周围的矩阵。在这些情况下,使用固体样品的拉曼探针,可以避免或减少背景荧光通过限制收集的体积拉曼信号。

这可以通过使用选择性的能力真正的共焦的配置拉曼显微镜。通过关闭共焦洞,的确可以定义一个体积较小的集合。

结论

虽然有时候强烈的荧光发射呈现收购可用拉曼光谱非常困难,几个方面来抵消它存在。拉曼仪器提供的可能性选择激光波长的情况下有一个伟大的样本显示荧光在可见范围内。

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