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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 16 von 19

Einfluss der Messparameter auf Raman-Spektren

Einfluss der Laserleistung und der Laserfrequenz auf Raman-Spektren

Die Intensitäten der Raman-Banden sind u.a. von der Intensität und der Frequenz der anregenden Laserstrahlung abhängig:

I ~ ν 4 I 0 N ( α q ) 2 ν - Frequenz der anregenden Laserstrahlung I 0 - Intensität der anregenden Laserstrahlung N - Anzahl der streuenden Moleküle α q - Polarisierbarkeitsänderung

Laserleistung

Aus o.a. Gleichung folgt, je höher die Laserleistung auf der Probe, desto höher ist auch die Intensität der Raman-Banden im Spektrum.

Abb.1
Raman-Spektren von Trichlorethen aufgenommen mit verschiedenen Laserleistungen

Zu beachten ist aber, dass eine zu hoch eingestellte Laserleistung die Proben zerstören kann. Abhilfe kann geschaffen werden durch das Kühlen der Proben während der Messung mit speziellen Messzellen. Bei dispersiven Raman-Spektrometern bietet sich auch die Probenrotation an. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass sich ein Ort der Probe während der Messung nur kurze Zeit im Laserstrahl befindet und dadurch die Erwärmung der Proben erheblich verringert wird. Der Einsatz der Probenrotation an FT-Raman-Spektrometern ist dagegen nicht möglich, da Inhomogenitäten der Probenoberfläche zu einer Doppelmodulation führen. Diese Doppelmodulation ist der Grund für das Auftreten einer Reihe von intensiven äquidistanten Linien, die sich über den gesamten Wellenzahlbereich erstrecken und somit das Raman-Spektrum der Substanz überdecken.

Laserfrequenz

Die Intensität der Raman-Banden ist proportional zur vierten Potenz der Frequenz der Anregungsstrahlung. Je größer die Frequenz (kleinere Wellenlänge) des Lasers, desto größer ist das Raman-Signal. Beachten sollte man aber, dass ultraviolette Strahlung häufig zur Zerstörung bzw. Photodissoziation der Probe führen kann. Ein weiterer Nachteil der Anwendung von sichtbaren oder ultravioletten Licht ist die Anregung von Fluoreszenz, die das Raman-Spektrum überdeckt.

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