拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的分子振动光谱技术，被誉为物质的“分子指纹”。当单色激光照射样品时，光子与分子发生非弹性碰撞，导致散射光频率发生微小变化（拉曼位移），这种位移与分子的化学键和官能团振动直接相关，从而实现对物质成分、结构和晶型的无损分析。
一、核心原理：拉曼散射
1.拉曼位移：散射光频率与入射光频率之差（单位：cm⁻¹），只与分子本身的振动能级有关，与激发光源波长无关，是定性分析的依据。
2.信号来源：分子极化率的变化。拉曼光谱对对称振动和非极性键（如C=C, S-S, 碳材料骨架）敏感。
3.信号强度：拉曼散射信号极弱（约为入射光的10⁻⁶~10⁻⁸），因此需要高灵敏度的探测器（如CCD）和高效的滤光技术（滤除强瑞利散射光）。
根据应用场景，拉曼光谱仪主要分为三类：
1.共聚焦显微拉曼光谱仪
特点：集成显微镜与共聚焦针孔，空间分辨率较高（<1μm），可进行微区分析、深度剖面扫描和化学成像（Mapping）。
应用：材料科学（石墨烯层数、应力分析）、生物医学（单细胞分析）、半导体缺陷检测。
2.便携式/手持式拉曼光谱仪
特点：体积小、电池供电、操作简单（一键检测），通常固定激发波长（785nm为主，用于抑制荧光）。
应用：现场快速筛查（药品真伪、爆炸物、珠宝鉴定）、原辅料入库检验。
3.傅里叶变换拉曼光谱仪（FT-Raman）
特点：采用1064nm近红外激光激发，有效抑制荧光干扰，但灵敏度相对较低。
应用：高荧光有机化合物、高分子材料、生物样品。
三、典型应用领域
1.材料科学：碳材料表征（D峰/G峰/2D峰分析）、聚合物结晶度、应力分布。
2.制药与生物：药物晶型鉴别、生物大分子构象分析、细胞代谢成像。
3.安检与刑侦：爆炸物、墨水笔迹、微量纤维的快速无损鉴定。
4.地质与考古：矿物成分分析、文物颜料及腐蚀产物鉴定。
