激光拉曼光谱.pptx

第五章、激光拉曼光谱1 1普通拉曼光谱普通拉曼光谱2 2受受激拉曼光谱激拉曼光谱3 3超拉曼光谱超拉曼光谱4 4相干反斯托克斯拉曼光谱相干反斯托克斯拉曼光谱一、普通拉曼光谱斯托克斯线斯托克斯线反斯托克斯线反斯托克斯线薛定谔方程薛定谔方程微扰时系统波函数微扰时系统波函数简化可得简化可得初始条件：初始条件：积分可得：积分可得：跃迁几率：跃迁几率：斯托克斯线斯托克斯线反斯托克斯线反斯托克斯线二二、受激拉曼光谱、受激拉曼光谱阈值性阈值性方向性方向性强度高强度高单色性单色性短短脉冲脉冲多重谱线特多重谱线特受激拉曼散射特点与正常拉曼谱线中最强与正常拉曼谱线中最强的谱线位置相同的谱线位置相同反斯托克斯线容易出现反斯托克斯线容易出现能量和动量守恒定律：能量和动量守恒定律：总光场：总光场：极化偶极矩：极化偶极矩：能量交换速率：能量交换速率：平均速率：平均速率：阈值条件：阈值条件：E ES S和介质长度关系：和介质长度关系：总的光场写成：总的光场写成：平均速率：平均速率：波矢方程：波矢方程：利用关系：利用关系：简化得：简化得：利用关系：利用关系：简化得：简化得：利用能量和动量守恒定律，可得：利用能量和动量守恒定律，可得：激光输出功率必须大于阈值激光输出功率必须大于阈值拉曼光应尽量落在探测器上拉曼光应尽量落在探测器上激光脉宽必须选择适当激光脉宽必须选择适当实验要求：受激拉曼散射应用：振动态能级寿命振动态能级寿命E1E2 k k L L转换效率：转换效率：三、超拉曼光谱二阶感生偶极子二阶感生偶极子P P：入射光场：入射光场：分子做谐振动：分子做谐振动：利用关系：利用关系：实验技术和光谱：四、相干反斯托克斯拉曼光谱四、相干反斯托克斯拉曼光谱相干斯托克斯拉曼散射相干斯托克斯拉曼散射相干反斯托克斯拉曼散射相干反斯托克斯拉曼散射输出激光光场：输出激光光场：CARSCARS光强度：光强度：相位匹配条件：相位匹配条件：相干长度：相干长度：实验系统和光谱：高强度高强度抑制背景光抑制背景光高光谱分辨率高光谱分辨率消除单色仪影响消除单色仪影响探测微量样品探测微量样品转换效率高转换效率高较强背景荧光较强背景荧光不不适合损耗大介质适合损耗大介质非共振背景信号干扰非共振背景信号干扰优点：缺点：