拉曼光譜儀的原理非常簡(jiǎn)單，當光打到樣品上時(shí)候，樣品分子會(huì )使入射光發(fā)生散射。大部分散射的光頻率沒(méi)變，我們這種散射稱(chēng)為瑞利散射，部分散射光的頻率變了，稱(chēng)為拉曼散射。散射光與入射光之間的頻率差稱(chēng)為拉曼位移。
激光拉曼光譜儀的基本組成有激光光源，樣品池、單色器和檢測記錄系統四部分，現代新型儀器具有計算機控制和數據處理功能。由激光光源發(fā)出的光經(jīng)反射鏡和透鏡照射在樣品上，產(chǎn)生的散射光再經(jīng)分光器后射至檢測器上。激光光源多用連續式氣體激光器，如He-Ne激光器，Ar 離子激光器和Kr離子激光器等，采用的單線(xiàn)愉出功率一般為10 -1000 mw。樣品池常用微量毛細管池及常量的液體池、氣體池和壓片樣品池。常用的單色器為兩個(gè)光柵構成的雙單色器。它具有成像質(zhì)量好，分辨率高.雜散光小等特點(diǎn)。對于可見(jiàn)光講區內的拉曼散射光，可用光電倍增管作為檢側器。通常以光子計數進(jìn)行檢測.現代光子計數器的動(dòng)態(tài)范圍可達幾個(gè)數量級。
基本原理
當波束為v0的單色光入射到介質(zhì)上時(shí)，除了被介質(zhì)吸收、反射和透射外，總會(huì )有一部分被散射。如圖1所示，在光譜圖中有三種線(xiàn)，中央的是瑞利散射線(xiàn)，頻率為v0，強度*；低頻一側的是斯托克斯線(xiàn)，與瑞利線(xiàn)的頻差為Δv，強度比瑞利線(xiàn)的強度弱很多，約為瑞利線(xiàn)的強度的幾百萬(wàn)分之一至上萬(wàn)分之一；高頻的一側是反斯托克斯線(xiàn)，與瑞利線(xiàn)的頻差亦為 ，和斯托克斯線(xiàn)對稱(chēng)的分布在瑞利線(xiàn)兩側，強度比斯托克斯線(xiàn)的強度又要弱很多，因此并不容易觀(guān)察到反斯托克斯線(xiàn)的出現，但反斯托克斯線(xiàn)的強度隨著(zhù)溫度的升高而迅速增大。斯托克斯線(xiàn)和反斯托克斯線(xiàn)通常稱(chēng)為拉曼線(xiàn)，其頻率常表示為v0±Δv，Δv稱(chēng)為拉曼頻移，多用散射光波長(cháng)的倒數表示，計算公式為：
式中，λ和λ0分別為散射光和入射光的波長(cháng)。Δv的單位為cm-1。
這種頻移和激發(fā)線(xiàn)的頻率無(wú)關(guān)，以任何頻率激發(fā)這種物質(zhì)，拉曼線(xiàn)均能伴隨出現。因此從拉曼頻移，我們就可以鑒別拉曼散射池所包含的物質(zhì)。
激光拉曼光譜儀性能的檢定步驟流程：
1、檢定條件
(a)Ar+激光器的激發(fā)線(xiàn)為514.5nm、488.0nm輸出功率不少于300mW;
(b)低壓汞燈或氖燈;
(c)毛細管，CCl4試劑等。
2、環(huán)境條件
拉曼光譜儀應安放在防震臺上，通風(fēng)良好，附近無(wú)強電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾;室溫18～24℃;相對溫度≤75%;單相及三相電源的波動(dòng)≤5%(相對誤差);冷卻水流速≥9.5L/min。
3、檢定方法
(a) 外觀(guān)及初步檢定按正常操作程序，運行光譜儀，當鍵盤(pán)輸入指令時(shí)，各相應的功能運行及控制都能正常進(jìn)行;
(b)測定分辨率;
(c)測定波數精度;
(d) 重現性的測定。將汞燈置于入射狹縫前，狹縫寬度分別為5μ、開(kāi)、開(kāi)、11μ，狹縫高度為2mm時(shí)，步進(jìn) 0.1cm-1，每點(diǎn)積分時(shí)間為 0.1s，掃描測量18312.5 cm-1譜線(xiàn)，重復4～10次掃描測量，其重復性在土0.2～0.5 cm-1之內或更好。
4、檢定周期為1年。
只有定期檢定光譜儀，才能確認測定數據的準確、可靠，否則，測得的數據是無(wú)效的。
激光拉曼光譜儀可應用于教學(xué)、科研、醫藥、石油、化工、環(huán)保、食品、材料、生物、農業(yè)、地礦等領(lǐng)域應用廣泛，北京卓立漢光儀器有限公司研制一種激發(fā)光源可變的寬帶拉曼光譜儀，由于光柵角度可調，因此可選用多種不同波長(cháng)的激光器作為激發(fā)光源。對于某一特定激光波長(cháng)，還可通過(guò)調節光柵角度，實(shí)現較寬范圍的拉曼光譜測量。
