雷射光譜

雷射光譜是以雷射為光源的光譜技術。與普通光源相比，雷射光源具有單色性好、亮度高、方向性強和相干性強等特點，是用來研究光與物質的相互作用，從而辨認物質及其所在體系的結構、組成、狀態及其變化的理想光源。雷射的出現使原有的光譜技術在靈敏度和解析度方面得到很大的改善。由於已能獲得強度極高、脈衝寬度極窄的雷射，對多光子過程、非線性光化學過程以及分子被激發後的弛豫過程的觀察成為可能，並分別發展成為新的光譜技術。雷射光譜學已成為與物理學、化學、生物學及材料科學等密切相關的研究領域。

基本介紹

• 中文名：雷射光譜
• 外文名：Laser Spectrum

雷射光譜簡介

可調（諧）雷射光源實際上是一台可調諧雷射器，又稱波長可變雷射器或調頻雷射器。它所發出的雷射，波長可連續改變，是理想的光譜研究用光源，可調雷射器的波長範圍在真空紫外的118.8納米至微波的8.3毫米之間。可調雷射器分為連續波和脈衝兩種，脈衝雷射的單色性比一般光源好，但其線寬不能低於脈寬的倒數值，解析度較低。用連續波雷射器作光源時，解析度可達到10-9（線寬<1兆赫）。

常見的雷射光譜

吸收光譜

雷射用於吸收光譜，可取代普通光源，省去單色器或分光裝置。雷射的強度高，足以抑制檢測器的噪聲干擾，雷射的準直性有利於採用往復式光路設計，以增加光束通過樣品池的次數。所有這些特點均可提高光譜儀的檢測靈敏度。除去通過測量光束經過樣品池後的衰減率的方法對樣品中待測成分進行分析外，由於雷射與基質作用後產生的熱效應或電離效應也較易檢測到，以此為基礎發展而成的光聲光譜分析技術和雷射誘導螢光光譜分析技術已獲得套用。利用雷射誘導螢光、光致電離和分子束光譜技術的配合，已能有選擇地檢測出單個原子的存在。

螢光光譜

高強度雷射能夠使吸收物種中相當數量的分子提升到激發量子態。因此極大地提高了螢光光譜的靈敏度。以雷射為光源的螢光光譜適用於超低濃度樣品的檢測，例如用氮分子雷射泵浦的可調染料雷射器對螢光素鈉的單脈衝檢測限已達到10-10摩爾/升，比用普通光源得到的最高靈敏度提高了一個數量級。

拉曼光譜

雷射使拉曼光譜獲得了新生，因為雷射的高強度極大地提高了包含雙光子過程的拉曼光譜的靈敏度 、解析度和實用性。為了進一步提高拉曼散射的強度，最近又研究出兩種新技術，即共振拉曼光譜法和相關反斯托克斯拉曼光譜法（CARS），使靈敏度得到更大的提高，但尚未成為常規的分析方法。

高分辨雷射光譜

雷射對高分辨光譜的發展起很大作用，是研究原子、分子和離子結構的有力工具，可用來研究譜線的精細和超精細分裂、塞曼和斯塔克分裂、光位移、碰撞加寬、碰撞位移等效應。

時間分辨雷射光譜

能輸出脈衝持續時間短至納秒或皮秒的高強度脈衝雷射器，是研究光與物質相互作用時瞬態過程的有力工具，例如，測定激發態壽命以及研究氣 、液、固相中原子、分子和離子的弛豫過程。