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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 15 von 19

Raman-Gerätetechnik

Fourier-Transform-Raman-Spektroskopie

Ein großes Problem der Raman-Spektroskopie ist die mögliche gleichzeitige Anregung der Fluoreszenz, die durch den Analyten selbst oder durch Verunreinigungen verursacht wird. Mit der Fourier-Transform-Raman-Technik kann dieser gravierende Nachteil umgangen werden, da diese Geräte mit Laserquellen im nahen Infrarotbereich ausgestattet sind. Ein Standardlaser ist der Nd-YAG-Laser mit einer Anregungswellenlänge von 1064 nm. NIR-Strahlung ist in der Regel nicht energiereich genug, um Moleküle in einen elektronisch angeregten Zustand zu heben. Dieser Vorteil geht jedoch zu Lasten der Intensität der Raman-Streuung.

Neben dispersiven Raman-Spektrometern werden oft auch Fourier-Transform-Raman-Spektrometer aufgrund ihrer Vorteile in vielen Bereichen eingesetzt. Das Herzstück eines FT-Raman-Spektrometers ist ein Interferometer. Das bekannteste und am häufigsten genutzte ist das Michelson-Interferometer.

Vorteile der FT-IR-Spektroskopie

Die Strahlung trifft auf einen Strahlteiler (halbdurchlässiger Spiegel) und wird in zwei gleich intensive Strahlen aufgespalten. Ein Teil der Strahlung trifft auf einen unbeweglichen Spiegel, der andere Teil auf einen beweglichen. Diese Strahlen werden an den Spiegeln wieder reflektiert, treffen auf den Strahlteiler und von dort auf den Detektor. Ist der Abstand beider Spiegel vom Strahlteiler gleich groß, dann verstärken sich beide Strahlen maximal, es tritt konstruktive Interferenz auf. Wird der bewegliche Spiegel verschoben, so wird zwischen beiden Strahlen ein Gangunterschied erzeugt, der destruktive Interferenz hervorruft. Eine maximale Auslöschung wird dann erreicht, wenn der Spiegel um λ / 4 (λ ... Wellenlänge der auftreffenden Strahlung) verschoben wird (entspricht einer Weglängendifferenz von λ / 2 , da der Strahl die Strecke vom beweglichen Spiegel zum Strahlteiler zweimal passiert). Die Bewegung des Spiegels erfolgt kontinuierlich mit einer Spiegelgeschwindigkeit, die in mm/s angegeben wird. Der Detektor registriert die in Abhängigkeit von der optischen Weglängendifferenz unterschiedlich interferierende Strahlung. Das resultierende Interferogramm liegt in der Zeitdomäne vor und wird durch Fouriertransformation in die Frequenzdomäne und damit in ein Spektrum umgewandelt. (Vertiefendes zur reellen Fouriersynthese)

Abb.1
Michelson-Interferometer

konstruktive Interferenz

destruktive Interferenz

Animation zum Michelson-Interferometer

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