ليزر رامان محلل الطيف

ليزر رامان الطيفي هو نوع من التحليل الطيفي أداة لدراسة الاهتزاز ، والتناوب وغيرها من وسائط منخفضة التردد من جزيء من خلال مبدأ رامان نثر . كنوع من أداة تحليلية غير المدمرة التي لا تحتاج إلى عينة المعالجة ، ويستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الكيمياء ، علم المواد ، علم الأحياء ، والرصد البيئي ، تحليل المخدرات ، وهلم جرا .

ليزر رامان الطيفي هو نوع من التحليل الطيفي أداة لدراسة الاهتزاز ، والتناوب وغيرها من وسائط منخفضة التردد من جزيء من خلال مبدأ رامان نثر . كنوع من أداة تحليلية غير المدمرة التي لا تحتاج إلى عينة المعالجة ، ويستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الكيمياء ، علم المواد ، علم الأحياء ، والرصد البيئي ، تحليل المخدرات ، وهلم جرا .

مبدأ العمل

أساس تأثير رامان

جوهر التحليل الطيفي رامان هو تأثير رامان . على وجه التحديد ، عندما يكون الضوء ( عادة ليزر أحادي اللون ) المشع على سطح العينة ، معظم الفوتونات سوف تكون مرنة مبعثر ، المعروف باسم تبعثر ريليه ، في حين أن عدد قليل من الفوتونات سوف يكون غير مرن مبعثر مع جزيئات العينة ، مما يؤدي إلى تغيير في طاقة الفوتونات ، وهذا هو ، تبعثر رامان .

تشتت رامان تنقسم إلى فئتين :

ستوكس نثر : تردد الضوء المتناثرة أقل من تردد الضوء الساقط ، مما يعني أن جزيء يمتص بعض الطاقة .

مكافحة ستوكس نثر : تشتت الضوء تردد أعلى من تردد الضوء الساقط ، مما يدل على أن الجزيئات الإفراج عن جزء من الطاقة .

رامان الطيفي بالكشف عن هذه التغيرات في التردد للحصول على معلومات عن الاهتزاز ، والتناوب ، التركيب الجزيئي . أطياف رامان من كل مادة فريدة من نوعها ، وبالتالي يمكن استخدامها لتحديد المكونات الكيميائية المختلفة والهياكل الجزيئية .

1-2 مصادر الليزر

في ليزر رامان الطيفي ، ليزر هو مصدر الضوء الذي يستخدم لتحفيز عينة . الليزر عالية أحادي اللون ، والتوجيه ، والاتساق ، بحيث يمكن أن توفر مصدر الضوء مستقرة وقوية عند إثارة عينة ، وبالتالي تحسين كثافة إشارة متناثرة والحد من الضوضاء في الخلفية . مصادر الليزر المشتركة تشمل انه ني ليزر ، ليزر أيون الأرغون ، ليزر ديود .

الكشف عن تشتت رامان

بعد الليزر المشع على العينة ، رامان نثر الضوء المتولد من خلال تصفية النظام البصري ، والقضاء على إشارة قوية تبعثر ريليه ، وترك ضعف رامان نثر الضوء . رامان نثر الضوء تنتقل عن طريق الألياف البصرية أو عدسة ، ثم يتم تحليلها من قبل تدخل البصرية فلتر ، مطياف ، الخ . رامان نثر الضوء تلقاها الكاشف ، وتحويلها إلى إشارة كهربائية ، ثم يتم معالجتها بواسطة الكمبيوتر للحصول على أطياف رامان .

ثانياً - الهيكل

ليزر رامان الطيفي يتكون عادة من العناصر الرئيسية التالية :

2-1 مصادر الليزر

مصدر الليزر يوفر كثافة عالية ، ضوء أحادي اللون اللازمة للتحليل الطيفي . مصادر الليزر المشتركة مثل انه ني ليزر ، ليزر أيون الأرغون ، وكذلك بالقرب من الأشعة تحت الحمراء ليزر وهلم جرا . مختلف أطوال موجية الليزر يمكن أن تثير أنواع مختلفة من الجزيئات بشكل انتقائي تعزيز رامان إشارة .

الليزر الحادث النظام البصري

شعاع الليزر يجب أن تركز على عينة من خلال العناصر البصرية مثل المرايا والعدسات . وظيفة هذا النظام هو التأكد من أن شعاع الليزر المشع على سطح العينة في زاوية مناسبة وكثافة ، وبالتالي إثارة رامان نثر إشارة .

2-3 تجمع العينات

خلية العينة هي منطقة تفاعل الليزر مع العينة . خلية العينة عادة ما تتألف من عينة الجدول عينة الرف ، والتي يمكن أن تضمن دقة وضع العينة بتوجيه من النظام البصري . خلية العينة قد تكون صلبة أو سائلة أو غازية ، والعديد من الأطياف مصممة مع عينة التلقائي نظم النقل .

رامان نثر النظام البصري

هذا الجزء يتكون من المرايا والعدسات والألياف البصرية للحصول على ضوء رامان نثر ، وغالبا مع ممر الموجة مرشحات ( لإزالة تبعثر ريليه الضوء ) و التداخل الضوئي . النظام يساعد على تحليل الطول الموجي من خلال التركيز على ضوء رامان الطيفي .

مطياف

مطياف هو العنصر الأساسي الذي يفصل بين ضوء رامان نثر من أطوال موجية مختلفة . هناك نوعان من مطياف : بريزم مطياف مقضب مطياف ، والتي يمكن أن تتحلل أطياف رامان من أطوال موجية مختلفة في كل عنصر ، وتوفير عالية الدقة الطيفية .

2-6 كشف

كاشف هو المسؤول عن التقاط الإشارات الطيفية التي تتحلل مطياف وتحويلها إلى إشارات كهربائية . كاشف المشتركة تشمل مضخم و تهمة جانب الجهاز . كاشف هو مناسبة خاصة للحصول على انخفاض كثافة الضوء و القنوات إشارة ، ويستخدم على نطاق واسع في تحليل الطيف رامان عالية الدقة .

نظام معالجة البيانات

نظام معالجة البيانات ، وعادة ما تتألف من أجهزة الكمبيوتر والبرمجيات ذات الصلة ، هي المسؤولة عن معالجة الإشارات من كاشف ، وتوليد الطيف . يمكن للمستخدمين إجراء تحليل الطيف ، المقارنة ، التحليل الكمي ، وما إلى ذلك على واجهة البرنامج لمزيد من تحليل التركيب الكيميائي و التركيب الجزيئي للعينات .

ثالثاً - الخصائص

3-1 التحليل غير التدميري

الليزر رامان الطيفي هو غير تدميري تقنية التحليل ، مما يعني أن العينة لن يكون أي تفاعل كيميائي أو الأضرار المادية أثناء التحليل . ولذلك ، فإنه لديه ميزة فريدة من نوعها في تحليل العينات الثمينة ، رقيقة المواد ، وأشباه الموصلات والدواء .

3-2 الانتقائية العالية وارتفاع القرار

رامان الطيفي عالية الانتقائية في التركيب الكيميائي ، وهيكل الدولة من الجزيئات . من خلال التحليل الطيفي رامان ، يمكن للمستخدمين الحصول على معلومات عن الاهتزاز ، والتناوب ، شعرية من الجزيئات . وعلاوة على ذلك ، مع ارتفاع القرار الطيفية ، الفروق الدقيقة بين مختلف المواد والهياكل يمكن تمييزها بوضوح .

3-3 المعالجة بدون عينات معقدة

عينة يمكن تحليلها مباشرة ، مما يقلل من خطوات التشغيل في عملية التحليل ، وفي الوقت نفسه تحسين تحليل الكفاءة .

3-4 حساسية عالية ، واسعة التطبيق

حساسية عالية إلى انخفاض تركيز العينة ، ويمكن الكشف عن كمية صغيرة من المواد الكيميائية . وعلاوة على ذلك ، من خلال اختيار أطوال موجية مختلفة من الليزر ، رامان الطيفي هو مناسبة لأنواع مختلفة من العينات ( الصلبة والسائلة والغاز ) والتطبيقات في مختلف المجالات .

3-5 بيئة خالية من فراغ

رامان الطيفي عادة ما تقاس في الضغط الجوي العادي دون فراغ خاص ، مما يجعل من السهل أن تعمل دون تكلفة صيانة المعدات .