NIR-VIS spektrométerek
description
Transcript of NIR-VIS spektrométerek
NIR-VIS spektrométerek
NIR-VIS spektrumok
„NIR spectra (4 200- 11 000 cm-1) of polymers, monomers, plasticizers, lubricants, antidegradantes (antioxidantes, light stabilizers, PVC stabilizers), burning retarders, antistatic agents, blowing agents, coloring agents, pigments, optical whitenings, fillers and other related compounds.”http://www.ftir.cz/nir_polym.htm
FIR spektrumok
Raman spektroszkópia
h0 h0 h0 h0 h0 hSh0 hAS
Rayleigh-szóródás Stokes-szóródás anti-Stokes-szóródás
Raman spektroszkópia
Klasszikus leírás:
z
y
x
zzzyzx
yxyyyx
xzxyxx
Iz
Iy
Ix
I
E
E
E
Eαμ
I: indukált dipól : polarizálhatóság tenzor E: külső elektromos tér
• külső tér periodikus (EM sugárzás)• polarizálhatóság tenzor változik a rezgésekkel, molekula forgásával:
tAEtAEtE
ttAEE
tA
tEE
ii
iI
i
)(2cos2
1)(2cos
2
12sin
2sin)2sin(
2sin
2sin
000000
00
00
anti-Stokes Stokes
Raman spektroszkópia
Raman spektroszkópia
Polarizációs Raman spektroszkópia
Raman depolarizációs-hányad:
l=I(zy) / I(zz)
Rezonancia Raman Spektroszkópia
I~I0*(0±k)4
Rezonancia Raman Spektroszkópia
Rezonancia Raman Spektroszkópia
Felülettel erősített Raman-szóródásSurface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
http://www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
Töltésátviteli komplexek
Fém: leggyakrabban Ag
Fleischman és Van Duyne1970-es évek:Ag-elektródok
felületének vizsgálata
Felülettel erősített Raman-szóródásSurface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
http://www.deltanu.com/newsletters/nwsltr1103.htm
Raman mikroszkóp
http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
Raman mikroszkóp
http://pubs.acs.org/hotartcl/ac/98/feb/raman.html
IR mikroszkópTechnikák: „mapping” és „imaging”
IR spektroszkópia
IR mikroszkóp
www.bruker.com
Nemlineáris Raman technikák
Pl. a másodrendű nemlineáris polarizáció hatása:
......6
1
2
1
...)(
32132
33
2210
PPPEEE
EEEPI
Első alkalmazások: Kaiser és Garrett, 1961: kétfotonos abszorbció Ng és Woodbury, 1962: stimulált Raman-szórás Bloembergen és Schawlow: Nobel-díj 1981
titi
titi
eEeEEE
eEeEEEEEEP)2(2*
020)2(2
0200*
20
22*0
220
*000
*020
2202
)(2
Nemlineáris Raman technikák
Hiper-Rayleigh- és hiper-Raman-szórás
h0
h0
h0
h0
h0 hHSh0 hHAS
hiper-Rayleigh-szóródás hiper-Stokes-szóródás hiper-anti-Stokes-szóródás
2h02h0
h0
h0
• 5-7 nagyságrenddel kisebb jel, • alacsonyabb háttérzaj,• más kiválasztási szabályok, mint a (hagyományos) Raman spektroszkópiában
Nemlineáris Raman technikák
h0 hS hS
hS
Impulzus megmaradás:
kAS=2kL-kS
Hatás:
• próba („stimuláló”) lézer intenzitásának növekedése• gerjesztett állapot populációjának növekedése• anti-Stokes vonalak intenzitásának növekedése
kAS kS
kL kL
Stimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia (SRS)
Nemlineáris Raman technikákStimulált (kényszerített) Raman Spektroszkópia (SRS)
Nemlineáris Raman technikákFotoakusztikus (kényszerített) Raman Spektroszkópia (PARS)
Nemlineáris Raman technikák
hAS h0
hS h0
Inverz Raman spektroszkópia (IRS)
Nemlineáris Raman technikákKoherens anti-Stokes Raman-szóródás
(Coherent anti-Stokes Raman Scattering, CARS)
Fizikai alapelv:négyszínkeverés
Impulzus megmaradás miatt a kilépő fotonoknak
irányultságuk van ↓
Hatékony detektálás
Két lézer fókuszálása adott szögben
↓Kis térfogatelemek
vizsgálata,kicsi Doppler kiszélesedésHasonlóan: Koherens Stokes Raman-szóródás (CSRS)
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákCARS
Nemlineáris Raman technikákRaman-szórás által indukált Kerr-effektus (Raman Induced Kerr Effect, RIKE)
Fizikai alapelv: erős tér EM (=lézer sugárzás) hatására kettőstörés mértékének változása az EM tér intenzitásának függvényében
M. D. Levenson and J. J. Song, “Coherent Raman Spectroscopy,” in Coherent Nonlinear Optics, ed. by M. S. feld and V. S. Letokhov, (Springer-Verlag, Berlin, 1980) pp. 293-373
Minta
Polarizátor
Nemlineáris Raman technikák
Főbb nemlineáris Raman technikák összefoglalva: